课件48张PPT。第一节 基因工程的原理 基因工程的工具
1.与DNA相关的酶
(1)五种DNA相关酶的比较：DNA分子磷酸二酯键黏性末端或平末端DNA片段磷酸二酯键磷酸二酯键重组DNA分子子代DNADNA分子DNA分子磷酸二酯键碱基对间的氢键形成脱氧核苷酸单链游离的脱氧核苷酸脱氧核苷酸(2)限制性内切酶和DNA连接酶之间的关系图示：2.作为载体的条件【高考警示钟】
1.切割质粒需使用限制性内切酶1次，切割目的基因则需要使用相同的限制性内切酶2次。因为质粒是环状DNA，而目的基因在DNA分子上。
2.质粒DNA分子上限制性内切酶切割位点的选择必须保证至少有一个标记基因是完整的，如果标记基因全部被切开则不便于鉴定与筛选。
3.基因工程中的载体与细胞膜上物质运输的载体不同，基因工程中的载体是DNA分子，能将目的基因导入受体细胞内，膜载体是蛋白质，与细胞膜的通透性有关。 基因工程的基本操作程序
1.目的基因的获得
(1)从基因文库中获取目的基因：如从基因组文库或cDNA文库中获取。
(2)利用PCR技术扩增目的基因：利用DNA复制的原理在体外特异性的复制某DNA片段以获得呈指数方式增加的目的基因。
(3)人工合成法：反转录法或通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成。2.重组载体的构建
(1)基因表达载体组成：
①启动子、终止子:是基因转录的起点和终点，在转录过程中起调控作用。
②标记基因:作用是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因,从而将含有目的基因的细胞筛选出来,如抗生素抗性基因。
③目的基因：能控制特定性状的外源基因。载体（质粒）DNA分子（含目的基因）同一种限制性内切酶切割带有黏性
末端切口带有相同黏性末
端的目的基因片段DNA连接酶重组DNA（环状重组质粒）(2)重组载体的构建步骤：3.重组载体的导入和筛选农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法显微注射技术感受态细胞法体细胞受精卵原核细胞将目的基因插入到Ti质粒的T-DNA上→农杆菌→导入植物细胞→整合到受体细胞的DNA上→表达将含有目的基因的表达载体提纯→取卵(受精卵)→显微注射→受精卵发育→获得具有新性状的动物Ca2+处理细胞→感受态细胞→重组表达载体DNA分子与感受态细胞混合→感受态细胞吸收DNA分子目的基因
是否插入蛋白质mRNA个体抗性实验抗原-抗体杂交核酸
分子杂交DNA分子杂交是否出现了杂交带是否出现特
异性结合抗性是否存在转录翻译4.目的基因的表达与鉴定【高考警示钟】
1.目的基因的插入位点不是随意的
基因表达需要启动子与终止子的调控，所以目的基因应插入到启动子与终止子之间的部位。
2.基因工程操作过程中只有第三步(将目的基因导入受体细胞)没有碱基互补配对现象
第一步存在反转录法获得DNA，第二步存在黏性末端连接现象，第四步检测存在分子水平杂交方法。 基因工程的基本工具
【典例训练1】(2010·江苏高考)下表中列出了几种限制性内切酶的识别序列及其切割位点，图1、图2中箭头表示相关限制性内切酶的酶切位点。请回答下列问题：(1)一个图1所示的质粒分子经SmaⅠ切割前后，分别含有____个游离的磷酸基团。
(2)若对图中质粒进行改造，插入的SmaⅠ酶切位点越多，质粒的热稳定性越____。
(3)用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒，不能使用SmaⅠ切割，原因是____。
(4)与只使用EcoRⅠ相比较，使用BamHⅠ和Hind Ⅲ两种限制性内切酶同时处理质粒、外源DNA的优点在于可以防止____。(5)为了获取重组质粒，将切割后的质粒与目的基因片段混合，并加入____酶。
(6)重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了____。
(7)为了从cDNA文库中分离获取蔗糖转运蛋白基因，将重组质粒导入丧失吸收蔗糖能力的大肠杆菌突变体，然后在____的培养基中培养，以完成目的基因表达的初步检测。【解题指南】
1.考查实质：限制性内切酶作用的位点及特点。
2.解题关键：
(1)一种限制性内切酶有特定的切割位点。
(2)抗生素抗性基因作为标记基因被破坏后，不能鉴定和筛选目的基因。【解析】本题以基因工程为载体，主要考查比较、判断、推理、分析、综合思维能力以及识别图表等能力。
(1)该质粒为环状DNA，经SmaⅠ切割前，不含有游离的磷酸基团，经SmaⅠ切割后形成平末端，含有2个游离的磷酸基团。
(2)SmaⅠ识别的是CCCGGG序列，在C与G之间切割，SmaⅠ酶切位点越多，C-G碱基对越多，因C与G之间的氢键(3个)比A与T之间的氢键(2个)数量多，故质粒的热稳定性越高。(3)据图1可知，SmaⅠ切割位点在抗生素抗性基因(标记基因)中，据图2可知，SmaⅠ切割位点在目的基因中，因此使用SmaⅠ切割会破坏质粒的抗性基因、外源DNA中的目的基因。
(4)用同一种限制性内切酶处理质粒和外源DNA，再用DNA连接酶连接时，往往会有三种连接形式：目的基因-质粒、目的基因-目的基因(环化)、质粒-质粒(环化)，后两种是我们不需要的，因而要进行筛选。用两种限制性内切酶处理质粒和外源DNA，因形成的黏性末端不同可避免上述情况的发生。(5)连接质粒与目的基因的工具酶是DNA连接酶。
(6)抗生素抗性基因是标记基因的一种，标记基因的作用是供重组DNA鉴定和筛选。
(7)可根据目的基因是否表达成预期的蛋白质进行目的基因的检测，本题中预期的蛋白质是蔗糖转运蛋白，因而可在蔗糖为惟一含碳营养物质的培养基中培养，以完成目的基因表达的初步检测。
答案：(1)0、2 (2)高
(3)SmaⅠ会破坏质粒的抗性基因、外源DNA中的目的基因
(4)质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化
(5)DNA连接
(6)鉴定和筛选含有目的基因的细胞
(7)蔗糖为惟一含碳营养物质【互动探究】(1)图1所示的质粒分子若由n个脱氧核苷酸脱水形成，则总共脱去几分子水？
提示：n。
(2)若以原题中(6)作为原理，采用什么方法来确定重组质粒是否被导入？
提示：将受体细胞培养在含相应抗生素的选择培养基中，若正常生长，则说明被导入，否则，说明没有导入。 基因工程的操作过程
【典例训练2】(2011·山东高考改编)人类疾病的转基因动物模型常用于致病机理的探讨及治疗药物的筛选。利用正常大鼠制备遗传性高血压转基因模型大鼠的流程如图所示。(1)图中的高血压相关基因作为____，质粒作为____，二者需用____切割后连接成重组载体，该过程与质粒上含有____有关。
(2)重组DNA导入的受体细胞是大鼠的____细胞，常用的方法是____。在DNA重组过程中核心的操作是____。
(3)子代大鼠如果____和____，即可分别在分子水平和个体水平上说明高血压相关基因已成功表达，然后可用其建立高血压转基因动物模型。
(4)在上述转基因大鼠的培育过程中，所用到的主要胚胎工程技术是体外受精、早期胚胎培养和____。【解题指南】
1.考查实质：本题主要考查基因工程的操作程序，涉及到胚胎工程技术。
2.解题关键：高血压相关基因与质粒形成重组DNA后导入到受精卵细胞中，是DNA重组技术。【解析】(1)根据题干中“利用正常大鼠制备遗传性高血压转基因模型大鼠”推出，目的基因为与高血压相关的基因。为使目的基因与载体结合需用同一种限制性内切酶切割。
(2)重组DNA分子导入受体细胞中，植物细胞、动物细胞和微生物细胞导入目的基因的方式不同，动物细胞主要用显微注射技术将重组DNA分子导入细胞中。基因工程操作的第二步，即基因表达载体的构建是整个过程中的关键。(3)如果检测到相应蛋白质，即可在分子水平说明目的基因已经表达，如果检测子代大鼠已患高血压，即可在个体水平说明目的基因已经表达。
(4)在上述转基因大鼠的培育过程中，所用到的主要胚胎工程技术是体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植。早期胚胎需要移植入体内，以提供一个稳定的环境和充足的营养供应。答案：(1)目的基因 载体 同一种限制性内切酶
限制性内切酶的切割位点
(2)受精卵 显微注射技术 基因表达载体的构建
(3)检测到相应蛋白质 已患高血压
(4)胚胎移植【互动探究】(1)如果把鼠换成植物，则导入受体细胞的常用方法改变吗？
提示：农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法。
分析：植物细胞与动物细胞具有不同的特点，导入的方法是根据操作的需要进行的，如利用农杆菌易感染植物的特性。
(2)分子水平检测除蛋白质检测外还有什么检测方法?
提示：DNA分子杂交、核酸分子杂交。
分析：利用DNA探针检测目的基因或相应的mRNA存在与否，说明目的基因是否存在或是否转录。1.(2011·海南高考)回答有关基因工程的问题：
(1)构建基因工程表达载体时，用不同类型的限制性内切酶切割DNA后，可能产生黏性末端，也可能产生_____末端。若要在限制性内切酶切割目的基因和质粒后使其直接进行连接，则应选择能使二者产生_____(相同、不同)黏性末端的限制性内切酶。(2)利用大肠杆菌生产人胰岛素时，构建的表达载体含有人胰岛素基因及其启动子等，其中启动子的作用是_____。在用表达载体转化大肠杆菌时，常用_____处理大肠杆菌，以利于表达载体进入；为了检测胰岛素基因是否转录出了mRNA，可用标记的胰岛素基因片段作探针与mRNA杂交，该杂交技术称为_____。为了检测胰岛素基因转录的mRNA是否翻译成_______，常用抗原—抗体杂交技术。
(3)如果要将某目的基因通过农杆菌转化法导入植物细胞，先要将目的基因插入农杆菌Ti质粒的_____中，然后用该农杆菌感染植物细胞，通过DNA重组将目的基因插入植物细胞的_____上。【解析】(1)限制性内切酶切割产生两种末端：黏性末端和平末端；若用DNA连接酶连接两个末端，两个末端必须是相同的。
(2)基因工程检测的方法：检测目的基因是否导入，使用DNA分子杂交技术；检测目的基因是否转录，使用分子杂交技术；检测是否形成蛋白质，使用抗原—抗体杂交技术。
(3)基因工程的目的是获得稳定遗传的新品种，因此要把目的基因插入到染色体的DNA分子中。答案：(1)平 相同
(2)RNA聚合酶识别和结合的部位 Ca2+
分子杂交技术 蛋白质
(3)T-DNA 染色体DNA2.(2012·烟台模拟)降钙素是一种多肽类激素，临床上用于治疗骨质疏松症等。人的降钙素活性很低，半衰期较短。某科学机构为了研发一种活性高、半衰期长的新型降钙素，从预期新型降钙素的功能出发，推测相应的脱氧核苷酸序列，并人工合成了两条各含72个碱基的DNA单链，两条链通过18个碱基对形成部分双链DNA片段，再利用Klenow酶补平，获得双链DNA，过程如图。在此过程中发现，合成较长的核苷酸单链易产生缺失碱基的现象。分析回答下列问题：
(1)Klenow酶是一种_____酶，合成的双链DNA有_____个碱基对。
(2)获得的双链DNA经EcoRⅠ(识别序列和切割位点-G↓AATTC-)和BamHⅠ(识别序列和切割位点-G↓GATCC-)双酶切后插入到大肠杆菌质粒中，筛选含重组质粒的大肠杆菌并进行DNA测序验证。①大肠杆菌是理想的受体细胞，这是因为它_____。
②设计EcoRⅠ和BamHⅠ双酶切的目的是_____。
③要进行重组质粒的鉴定和选择，需要大肠杆菌质粒中含有_______。
(3)经DNA测序表明，最初获得的多个重组质粒，均未发现完全正确的基因序列，最可能的原因是_____。
(4)上述制备该新型降钙素，运用的现代生物工程技术是_____。【解析】Klenow酶催化了原料按照模板链通过碱基互补配对相连，故属于DNA聚合酶；合成双链后碱基对数是72×2－18；大肠杆菌具有繁殖快、代谢旺盛等特点；若只用一种限制性内切酶处理，则目的基因和载体的末端可以任意连接，可形成多种重组体、环状DNA等，用两种限制性内切酶处理后可保证目的基因和载体定向连接；题干中已给出提示“合成较长的核苷酸单链易产生缺失碱基的现象”。答案：(1)DNA聚合 126
(2)①繁殖快、单细胞、遗传物质相对较少
②保证目的基因和载体定向连接(或防止目的基因和载体在酶切后产生的末端发生任意连接)
③标记基因
(3)合成的核苷酸单链仍较长，产生缺失碱基(或脱氧核苷酸)的现象
(4)蛋白质工程3.(2012·安庆模拟)如图为利用生物技术获得生物新品种的过程，据图回答：(1)在基因工程中，A表示目的基因，如果直接从苏云金杆菌中获得抗虫基因，①过程使用的酶所具备的特点是_____。
(2)B→C为转基因绵羊的培育过程，其中④用到的生物技术主要有_____和_____。
(3)B→D过程中，若使用的棉花受体细胞为体细胞，⑤所表示的生物技术的核心是_____。要确定目的基因(抗虫基因)导入受体细胞后，是否能表达，需进行检测和鉴定，请写出在个体水平上的鉴定过程：_____。【解析】①过程使用的酶是限制性内切酶；④需要用到早期胚胎培养、胚胎移植等技术；⑤过程是由植物细胞得到植株的过程，利用的是植物组织培养技术；个体水平的鉴定就是看植株个体是否表现出抗虫性状。
答案：(1)能够识别某种特定的核苷酸序列，并在特定的位点切割
(2)早期胚胎培养 胚胎移植
(3)脱分化、再分化 让害虫吞食转基因棉花的叶子，观察害虫的存活情况，以确定转基因棉花是否具有抗虫性状4.(2012·济南模拟)最新研究发现，一种植物激素——油菜素内酯能促进农药在植物体内的降解和代谢。研究人员发现，用油菜素内酯处理后，许多参与农药降解的基因(如P450和GsT)的表达和酶活性都得到提高，在这些基因的“指导”下合成的蛋白酶能把农药逐渐转化为水溶性物质或低毒无毒物质，有的则被直接排出体外。某课题组进一步进行了如下的实验操作，请回答：(1)获得油菜素内酯基因的方法有_____、_____。第①步用PCR技术扩增基因时用到的耐高温的酶通常是指_____ 。步骤②用到的酶有_____。
(2)图中导入重组质粒的方法是_____。在导入之前应用_____处理。
(3)导入重组质粒以后，往往还需要进行检测和筛选，可用_____制成探针，检测是否导入了重组基因；在培养基中加入_____可将含有目的基因的细胞筛选出来。
(4)请你为该课题命名：_____。
(5)请你说说该研究发现的生态学意义：_____。【解析】(1)油菜素内酯基因是目的基因，获得目的基因的方法有：从基因组中获取、人工合成目的基因。PCR技术中耐高温的酶是DNA聚合酶(Taq酶)。步骤②用到的是对质粒进行剪切和拼接，要用到限制性内切酶和DNA连接酶。(2)将重组质粒导入受体细菌中，采用Ca2+转化法，导入前应用CaCl2溶液处理，成为感受态细胞，增加受体细菌细胞壁的通透性。(3)对目的基因检测和筛选应用红霉素抗性基因制作成探针，检测是否导入重组基因；筛选出含有目的基因的细胞可在培养基中加入红霉素。(4)课题命名可以是：探究油菜素内酯能否促进土壤中农药的分解。(5)该项研究的意义：加速农药的分解，降低植物体内的农药含量，有利于环境保护和人体健康。答案：(1)从基因组中获取 人工合成目的基因
DNA聚合酶 限制性内切酶和DNA连接酶
(2)Ca2+转化法 氯化钙溶液
(3)红霉素抗性基因 红霉素
(4)探究油菜素内酯能否促进土壤中农药的分解
(5)加速农药的分解，降低植物体内的农药含量，有利于环境保护和人体健康课件42张PPT。第二、三节 基因工程的应用?蛋白质工程 基因工程的应用
1.转基因植物2.转基因动物3.基因治疗与基因诊断基因
表达碱基互
补配对利用正常基因导入有基因缺陷的细胞中，以表达出正常性状来治疗制作特定DNA探针与病人样品DNA混合分析杂交带情况临床
实验临床
应用 蛋白质工程与基因工程从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列(基因)目的基因的获取→重组载体的构建→重组载体的导入和筛选→目的基因的表达与鉴定定向改造或生产人类所需的蛋白质定向改造生物的遗传特性，获得人类所需的生物类型或生物产品可生产自然界没有的蛋白质原则上只能生产自然界已存在的蛋白质(1)蛋白质工程是在基因工程基础上延伸出来的第二代基因工程
(2)基因工程能为蛋白质工程提供理论及技术支持，蛋白质工程可对基因工程中所需的某些酶进行修饰、改造，使之更符合需要【高考警示钟】
1.蛋白质工程中的生物性状可以稳定遗传，原因是控制新性状的遗传物质被改变并可以稳定遗传。
2.蛋白质工程与DNA分子重组技术是分不开的，常用到基因工程工具酶，如限制性内切酶和DNA连接酶。 基因工程的应用
【典例训练1】(2012·连云港模拟)图1表示科学家通过基因工程培育抗虫棉时，从苏云金杆菌中提取抗虫基因，将其“放入”棉花细胞中与棉花的DNA分子结合起来而发挥作用的过程示意图。请据图回答下列有关问题：(1)图2表示在图1过程①中同时利用EcoRI、EcoR52切割目的基因和载体，以形成两种不同的黏性末端，这种双酶切的优点是____。(2)图1中过程③涉及的生物技术是______；在含四环素的培养基中培养植物细胞，导入重组质粒的细胞能否增殖_____，依据是_____。
(3)判断基因转化是否成功，应对转基因植物进行鉴定，如果培育成功的植株能抗虫，还应进行_____水平鉴定，以确定该变异能否遗传给后代。将上述抗虫棉植株的后代种子种植下去后，往往有很多植株不再具有抗虫性，原因是_____，为获得稳定遗传的转基因植株，还需要对转基因植株进行严格的_____。
(4)图3表示苏云金杆菌细胞中的某些生命活动过程，则①处需要有_____酶的催化，①②两处共有的一种碱基配对方式是_____。【解题指南】
1.考查实质：通过转基因植物的培育过程考查基因工程的操作程序。
2.解题关键：准确识别三幅图示代表的过程是解题的突破口。【解析】(1)使用双酶切，质粒上的黏性末端不同，用DNA连接酶处理时，质粒不能自身环化，同样技术获得的目的基因也不能自身环化。能够保证目的基因定向插入到特定的位置。(2)图1中过程①是重组载体的构建，②是导入受体细胞，③是由受体细胞获得棉花植株，原理是植物细胞的全能性，技术手段是植物组织培养。分析图示，目的基因插入的位置是四环素抗性基因所在位置，即四环素抗性基因被破坏，倘若培养基中含有四环素，则导入重组质粒的细胞不能增殖。(3)生物变异分为可遗传变异和不可遗传变异，不可遗传变异不涉及遗传物质，是由环境条件变化引起的，可遗传的变异涉及遗传物质，因此，此种变异能否遗传，要通过基因(分子)水平的鉴定。抗虫基因导入植物细胞后会整合到细胞中的染色体上，两条同源染色体上只有一条会整合抗虫基因，相当于杂合体植株。(4)分析图示，①处进行的生命活动是转录过程，②处进行的是翻译过程。
答案：(1)保证目的基因定向插入特定位置、防止目的基因和质粒环化(答对一点即可)
(2)植物组织培养 不能 在构建基因表达载体的过程中，四环素抗性基因片段被切除
(3)分子(基因) 抗虫植株产生的雌雄配子中各有1/2不含抗虫基因，受精时雌雄配子随机结合，可以产生1/4左右的不具有抗虫性植株 连续自交
(4)RNA聚合 A—U【互动探究】(1)图1中②过程常用方法有哪些？
提示：农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法。
分析：②过程为重组载体的导入和筛选。
(2)对转基因抗虫棉进行分子水平的鉴定有哪些方法？
提示：转录的鉴定：核酸分子杂交；
翻译的鉴定：抗原和抗体杂交。
分析：对目的基因表达的鉴定常从目的基因是否转录和翻译方面鉴定。 蛋白质工程的实验流程
【典例训练2】干扰素是动物体内合成的一种蛋白质，可以用于治疗病毒感染和癌症，但体外保存相当困难，如果将其分子上的一个半胱氨酸变成丝氨酸，就可在-70 ℃条件下保存半年，给广大患者带来福音。
(1)蛋白质的合成是受基因控制的，因此获得能够控制合成“可以保存的干扰素”的基因是生产的关键，依据蛋白质工程原理，设计实验流程，让动物生产“可以保存的干扰素”：(2)基因工程和蛋白质工程相比较，基因工程在原则上只能生产____的蛋白质，不一定符合____需要。而蛋白质工程是以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过____或____，对现有蛋白质进行____或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活需要。(3)蛋白质工程实施的难度很大，原因是蛋白质具有十分复杂的_________结构。
(4)对天然蛋白质进行改造，应该直接对蛋白质分子进行操作，还是通过对基因的操作来实现？_________。
原因是：_______________。【解题指南】
1.考查实质：对蛋白质工程的实验流程的理解。
2.解题关键：
(1)明确蛋白质工程的实质是根据蛋白质预期功能推测出相对应的脱氧核苷酸序列。
(2)明确蛋白质工程是通过改造基因来改造蛋白质。【解析】(1)蛋白质工程的基本流程为根据预期的蛋白质功能推测出蛋白质结构及控制该蛋白质的基因的脱氧核苷酸序列。
(2)蛋白质工程的实质是通过对基因改造或修饰制造自然界不存在的符合人们生产和生活需要的蛋白质。
(3)蛋白质的空间结构十分复杂，很难根据预期功能来预测出空间结构。
(4)基因控制蛋白质的合成，对基因的改造相当于间接改造了蛋白质。答案：(1)预期的蛋白质功能 预期的蛋白质结构
应有的氨基酸序列 相对应的脱氧核苷酸序列(基因)
(2)自然界已存在 人类生产和生活 基因修饰
基因合成 改造
(3)空间(或高级)
(4)应该通过对基因的操作来实现对天然蛋白质的改造
第一，任何一种天然蛋白质都是由基因编码的，改造了基因也就是对蛋白质进行了改造，而且改造过的蛋白质可以通过改造过的基因遗传下去。如果对蛋白质直接改造，即使改造成功，被改造过的蛋白质分子也无法遗传；其次，对基因进行改造比对蛋白质直接进行改造要容易操作，难度要小得多1.(2012·南京模拟)请回答与转基因小鼠的培育过程相关的问题。
(1)获取外源基因常用的工具酶是____，若需在短时间内获得大量的某种外源基因，通常采用____技术。
(2)在供体雌鼠发情周期的某一阶段，用____激素处理促使卵巢里大量卵泡成熟并排出，称为超数排卵。在让供体母鼠与健康公鼠交配的同时，让代孕母鼠与结扎公鼠进行交配，使代孕母鼠与供体母鼠的生理条件达到同步或者一致，称为____处理。(3)将重组载体导入受精卵常用的方法是____。
(4)将注射有外源DNA的受精卵移入发育培养液中继续培养至____ ，再进行胚胎移植。进行早期胚胎的体外培养时，培养液中除了含有各种无机盐、维生素、氨基酸、核苷酸等营养成分外，还要添加激素和____。
(5)待代孕母鼠产出幼仔后，取幼鼠尾巴细胞提取基因组DNA，可用____法等分析以确定是否为转基因鼠。
【解析】(1)基因工程中常用限制性内切酶获取目的基因，PCR技术可用于短时间内获得大量目的基因。(2)用促性腺激素处理可超数排卵，代孕母鼠与结扎公鼠交配，使得代孕母鼠与供体母鼠的生理条件达到同步或者一致，这称为同期发情。(3)常用显微注射技术将重组质粒导入受精卵。(4)囊胚可用于胚胎移植，进行早期胚胎培养时，还需要加入动物血清。(5)若检测DNA，则用DNA分子杂交法。答案：(1)限制性内切酶 PCR
(2)促性腺 同期发情 (3)显微注射技术 (4)囊胚 动物血清(5)DNA分子杂交(核酸杂交)2.如图是利用奶牛乳汁生产人血清白蛋白的图解，根据下图回答：(1)在形成图中③的过程中，我们称②为____，
获取②的途径主要有____。
(2)有人对这种牛奶不敢食用，人们对这种转基因食品的担心表现在________、____、____。
(3)人血清白蛋白的生产说明该工程突破了自然界物种之间的____，在基因表达载体中，人的血清白蛋白基因前端必须要有____。
(4)对①处理后的分散细胞进行培养，通常要在培养液中添加一定量的____，此外应定期更换____，以便保证被培养的细胞处于____的环境中。【解析】(1)②血清白蛋白基因是目的基因，获取目的基因的途径主要有3个：一是从相应生物的基因文库中获取，二是利用体外PCR技术大量扩增，三是基因比较小，核苷酸序列已知，可以用化学方法直接人工合成。
(2)人们对转基因食品的担心表现在：担心出现滞后效应、担心出现新的过敏原 、担心营养成分改变等。(3)利用奶牛乳汁生产人血清白蛋白，突破了自然界物种之间的生殖隔离；启动子是一段有特殊结构的DNA片段，是RNA聚合酶识别和结合的部位；有了它才能驱动基因转录出mRNA，翻译出蛋白质，故在基因表达载体中，人血清白蛋白基因前端必须要有启动子。
(4)动物细胞培养首先应保证被培养的细胞处于无菌、无毒的环境；通常还要在细胞培养液中添加一定量的抗生素，以防培养过程中的污染；此外，应定期更换培养液，以便清除代谢产物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害。答案：(1)目的基因 从基因文库中获取、PCR技术扩增、人工合成
(2)担心出现滞后效应 担心出现新的过敏原
担心营养成分改变 (3)生殖隔离 启动子
(4)抗生素 培养液 无菌、无毒3.抗旱植物体内的抗旱基因为R，旱敏基因为r。研究表明，多数抗旱农作物能通过细胞代谢产生一种代谢产物，调节根部细胞内的渗透压，此代谢产物在叶肉细胞内很难找到。
(1)抗旱农作物的叶肉细胞内难以找到与抗旱有关的代谢产物的原因是_____。
(2)现已制备足够多的R探针和r探针，通过探针来检测某植物相关的基因型。请据图分析回答：①图中扩增基因常用的方法是______。若已提取到某抗旱植物Rr的叶肉细胞总DNA，______ (“能”或“不能”)以DNA为模板直接扩增抗旱基因，扩增过程中寻找抗旱基因的位置依靠______。
②图中处理基因获取单链DNA常用的方法有______。
③滤膜上DNA分子杂交发生在______之间。
④若被检植物只发生A现象，则被检植物的基因型为______。【解析】(1)该代谢产物不存在的原因是基因未表达,起调节作用的抗旱基因存在于根细胞内，叶片细胞内含有目的基因但未表达，这是细胞分化的结果。
(2)体外快速扩增DNA的方法是PCR技术；扩增时首先引物要与互补序列结合，然后在DNA聚合酶的作用下延伸，所以可以通过引物来寻找相关基因；解旋的方法有加热和用解旋酶处理；发生杂交的是探针与R基因或r基因，A图表示只形成了R与探针的杂交斑，其基因型为RR。答案：(1)基因选择性表达
(2)①PCR技术 能 引物
②解旋酶处理或加热
③探针与R基因或r基因 ④RR4.如图是某种动物蛋白质工程的示意图，请分析回答：(1)目前蛋白质工程中难度最大的是图中编号_____所示的过程，实现③过程的依据有_____。
(2)若相关蛋白质的核酸片段是从细胞质获取的，则④过程包括_____、_____。
(3)⑤过程中对核苷酸序列有严格要求的工具酶是_____ ，进行⑤过程的目的是_____。
(4)为获得较多的受精卵用于研究，⑥过程的处理方案是_____。若⑥过程所得的卵母细胞是从卵巢中获得的，则体外受精前的⑧过程表示_____。【解析】(1)蛋白质工程中难度最大的是根据人们的需要设计出蛋白质的结构；由氨基酸序列推测出目的基因的碱基顺序是因为逆转录过程都遵循碱基互补配对原则。
(2)从细胞质获取的核酸片段需经逆转录、诱导突变获取所需的目的基因。因为该基因与已存在基因不同，能表达出本来不存在的蛋白质。
(3)目的基因与载体需用同一种限制性内切酶切割出相同的黏性末端。
(4)向雌性动物体内注射促性腺激素可使其超数排卵。答案：(1)① 氨基酸对应的密码子、mRNA与DNA的模板链间的碱基互补配对原则
(2)逆转录 诱导突变
(3)限制性内切酶 使目的基因在受体细胞中稳定存在并遗传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用
(4)用促性腺激素进行超数排卵
在体外人工培养至减数第二次分裂中期课件51张PPT。第一、二节 动物细胞培养?植物组织培养 动物细胞培养与植物组织培养的比较①都需无菌条件，培养基含有机物和无机物等营养物质
②都是以细胞分裂为基础的细胞的增殖细胞的全能性获得细胞或细胞的代谢产物快速繁殖，人工种子等液体，除营养物质外，
一般还有动物血清等固体，除营养物质外还有
植物激素培育成细胞株或
细胞系 培育成植物个体 【高考警示钟】
1.动物细胞培养中两次使用胰蛋白酶的作用不同，第一次是在原代培养前，用胰蛋白酶处理剪碎的组织块，目的是使之分散成单个细胞；第二次是在原代培养过程中，目的是使贴壁生长的细胞从瓶壁上脱离下来。
2.原代培养与传代培养的分界点：贴满瓶壁的细胞脱离瓶壁后的分瓶培养。分瓶前的培养为原代培养，分瓶后的培养为传代培养。 植物细胞工程的实际应用
1.植物繁殖的新途径
(1)快速繁殖：用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。
快速繁殖
两个优点①保持优良品种的遗传特性
②高效快速地实现种苗的大量繁殖(2)培育无病毒植株：
①解决的问题：无性繁殖的作物，感染的病毒在体内逐年积累，产量降低，品质变差。
②解决方法：切取一定大小的茎尖进行组织培养，再生的植株就有可能不带病毒，从而获得脱毒苗。
③理论基础：植物分生区附近病毒极少，甚至无病毒。
④成果：采用茎尖组织培养技术，已获得脱毒的马铃薯、草莓、甘蔗、菠萝和香蕉等。(3)人工种子：
①获取方法：以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，用人工薄膜包装。②解决的问题：
a.一些植物繁殖周期长,数年后才能结出种子；
b.有些作物优良杂种的后代因发生性状分离而丧失其优良特性；
c.常规种子的生产受季节、气候和地域的限制，并且占用大量的土地。
2.单倍体育种和突变体利用的比较单倍体育种染色体变异明显缩短育种年限单育1号烟草品种，11号水稻和京花1号小麦品种等突变体利用基因突变产生新基因，大幅度改良某些性状抗花叶病毒的甘蔗抗盐碱的野生烟草等3.生产植物产品
(1)细胞产物的种类：蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。
(2)成功的实例：人参、三七、紫草和银杏的细胞产物都已实现了工厂化生产。【高考警示钟】
1.利用植物组织培养生产细胞产物时，有时只需将外植体培养到愈伤组织，从愈伤组织中获取产物。
2.人工种子发育初期需要的营养物质由人工胚乳提供。 动物细胞
【典例训练1】人的血清白蛋白(HAS)在临床上需求量很大，通常从血液中提取。但由于艾滋病病毒等的威胁与日俱增，使人们对血液制品的使用顾虑重重。如果应用现代生物科学技术，将人的血清白蛋白基因导入奶牛细胞中，那么利用牛的乳汁生产血清白蛋白就会安全、高效地满足人类需求。如图是利用奶牛乳汁生产人类血清白蛋白的图解，根据图示回答：(1)以上过程涉及的现代生物技术中，属于细胞工程的有_____。
(2)在基因工程中，我们称①为目的基因，请举出获取目的基因的主要方法：_______________(至少答两种)。在①进入③之前要构建基因表达载体，这是基因工程的核心，除目的基因外，基因表达载体还必须含有_____，将①导入③的常用方法是_____。(3)图中②一般经过_____处理可以得到③，从③到④的过程中一般利用未受精的卵母细胞去核后作为受体细胞，对卵母细胞的去核处理一般选择在_____期进行。
(4)用④细胞进行培养发育成胚胎时，一般不超过_____代，原因是_____，此培养过程与植物细胞培养所用的培养基有何不同？_____。【解题指南】
1.考查实质：动物细胞核移植过程、基因工程操作过程。
2.解题关键：(1)明确①→③过程是将目的基因导入受体细胞，
④的形成过程为核移植；
(2)明确细胞培养在10代以内，细胞核型不会发生变化。【解析】(1)图中形成④的过程为核移植，由重组细胞发育成⑤的过程需经动物细胞培养。
(2)获取目的基因的方法主要有PCR扩增技术、人工合成法和从基因文库中提取法，获取的目的基因导入动物细胞常用显微注射法。
(3)动物组织分散成单个细胞常用胰蛋白酶处理，对卵母细胞的去核处理一般选择在MⅡ时期。
(4)动物细胞培养时，一般不超过10代，超过10代后细胞的核型可能会发生变化。答案：(1)核移植技术、动物细胞培养
(2)基因文库中提取、PCR技术扩增、人工化学合成(两种即可)
启动子、终止子、标记基因 显微注射法
(3)胰蛋白酶或胶原蛋白酶 MⅡ(或减数第二次分裂中)
(4)10 10代以内的细胞，细胞核型不发生变化
此培养基中加入动物血清、血浆等【变式训练】不同类型的细胞表达不同的基因组合。那么不同类型的动物细胞都具有全套基因吗？科学家进行了如图所示的克隆研究。Ⅰ～Ⅶ代表有关过程，a～h 代表有关结构或个体。(1)a细胞的名称是_____。过程Ⅴ取出的细胞f是_____，该细胞经过Ⅶ过程分化成何种h细胞取决于培养基中加入的_____。
(2)对b的操作方法通常是_____。若g是能产生人生长激素的羊，则培育g时，应将人生长激素基因导入_____ ，为了尽快获得大量的生长激素，但让g进行有性生殖会丢失目的基因，你将通过_____技术来实现。
(3)如果图中的细胞均是人体细胞，则获得的h细胞或器官可用于供体本人组织器官的移植，其优点是_____。
(4)上述过程中用到的生物技术有_____ (列举两项)。【解析】(1)图中a细胞是去核卵母细胞。过程Ⅴ取出的细胞f是胚胎干细胞(内细胞团)，胚胎干细胞具有分化的全能性,但经过Ⅶ过程分化成何种h细胞取决于培养基中加入的不同的分化诱导因子。
(2)将供体细胞核注入去核的卵母细胞，通常进行显微操作。若g是能产生人生长激素的羊，则培育g时，应将人生长激素基因导入移植的供体细胞(核)中。为了克服有性生殖会丢失目的基因的缺点，可通过核移植技术来实现，即将g羊的体细胞核或胚胎细胞核移入去核的卵母细胞，经过图示过程，再形成转入人生长激素基因的克隆羊。(3)如果图中的细胞均是人体细胞，则获得的h细胞或器官可用于病人组织器官的移植，由于是自身细胞克隆培养形成的器官，不会发生免疫排斥反应。
(4)上述过程中用到的生物技术有动物细胞培养、核移植、胚胎移植、干细胞的诱导分化等。
答案：(1)(去核)卵母细胞 胚胎干细胞
不同的分化诱导因子
(2)显微注射法 移植的供体细胞(核) 克隆(或核移植)
(3)不会发生免疫排斥反应
(4)动物细胞培养、核移植、胚胎移植、干细胞的诱导分化等(列举两项即可) 植物组织培养
【典例训练2】如图所示为植株繁殖的四种人工方式示意图,请据图回答:(1)图中单倍体植株通常的获取方式是_____。若图中单倍体细胞含2个染色体组，A有4个染色体组，则③过程所用化学试剂的作用是_____。
(2)图中B和C过程的不同点是_____，这种不同主要的决定因素是_____。
(3)若想在C过程中获得突变体，进而培育成新品种植株，应用物理诱变或化学诱变的方法处理_____。
(4)若要获得水稻的人工种子，则应选用图中的_____结构，该结构与正常受精卵形成的_____有类似的结构和发育过程。
(5)若D为胡萝卜—羊角芹，②过程常用的物理方法有_____等；经融合处理后，含有的细胞类型有_____种(若融合的细胞只考虑两两融合)。【解题指南】
1.考查实质：植物细胞工程的原理和应用。
2.解题关键：(1)明确植物组织培养的过程;
(2)明确愈伤组织和胚状体的重要应用。【解析】(1)图中A过程表示单倍体育种,获取单倍体时常用花药离体培养的方法。若要使单倍体的染色体加倍,变成A植株,则需要在③过程中用秋水仙素处理幼苗,以抑制纺锤体的形成过程。
(2)图中B和C过程都是体细胞的组织培养,其不同点是B过程中形成的是胚状体,而C过程形成的是不定芽,这种不同主要的决定因素是细胞分裂素与生长素的比值。(3)在组织培养过程中获得突变体,一般用物理诱变或化学诱变的方法处理愈伤组织,再由愈伤组织经再分化形成突变植株。
(4)若要获得水稻的人工种子,则应选用图中的胚状体结构,该结构与正常受精卵形成的胚有类似的结构和发育过程。
(5)若D为植物细胞融合的过程,②过程常用的物理方法有离心、振动、电激等;经融合处理后,不一定所有细胞都参与融合过程，所以含有的细胞类型有5种:正常的胡萝卜细胞、正常的羊角芹细胞、胡萝卜-胡萝卜融合细胞、羊角芹-羊角芹融合细胞和胡萝卜-羊角芹融合细胞，而两两融合的为3种。答案：(1)花药离体培养 抑制细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成
(2)B过程中形成的是胚状体,而C过程形成的是丛芽细胞分裂素与生长素的比值
(3)愈伤组织
(4)胚状体 胚
(5)离心、振动、电激 3【互动探究】(1)③过程使用的化学试剂是什么？还有其他方法吗？
提示：一定浓度的秋水仙素溶液，还可进行低温处理。
分析：目的都是抑制纺锤体的形成，秋水仙素处理与低温处理都可以达到这一目的。
(2)C过程中如何进行物理诱变或化学诱变？
提示：利用紫外线、X射线、碱基类似物等处理连续进行细胞分裂的愈伤组织。
分析：具有细胞周期的细胞在外界物理或化学因素的诱导下基因突变的频率才会比较高。1.红豆杉是濒危植物，其树皮产生的紫杉醇对癌症有一定的疗效。如图是红豆杉植株组织培养和细胞培养的流程图。请据图回答下列问题。
(1)图中②为愈伤组织，通过B过程可最终产生新的植株，通过C过程可产生大量细胞，则图中A、B、C分别表示的过程为____。
其中B过程的实质是_______。
(2)对⑤的培养一般要采用_______培养基，并要不断通入无菌空气且进行搅拌，其目的是_______。
(3)对⑤的培养可获得代谢产物——紫杉醇，但培养后期紫杉醇产量下降，其原因包括_______等。
(4)若①是红豆杉(基因型为DdTt)的花药，可选用_______ (填编号)制成人工种子，该“种子”萌发的幼苗用_______处理，可快速获得纯种植株，该植株的基因型为_______。【解析】图中①为红豆杉离体的植物器官、组织或细胞(外植体)，②为愈伤组织，③为试管苗(胚状体)，④为植物体，⑤为大量的红豆杉细胞；脱分化的实质是细胞内基因的选择性表达。对⑤的培养目的是快速增殖细胞，一般采用液体培养基进行培养，在培养过程中通入空气是为了保证细胞生长过程中氧气的供应，不断搅拌的目的是让细胞和培养液充分接触；液体培养的后期，由于细胞代谢产物的积累，以及营养物质的消耗，导致细胞数量减少，其代谢产物减少；红豆杉的花药经培养可获得单倍体，再经秋水仙素处理，可使染色体加倍，快速获得纯种植株；如果亲本的基因型为DdTt，则获得的纯种植株的基因型分别为DDTT、DDtt、ddTT、ddtt四种。人工种子一般是用海藻酸钠溶液包埋胚状体而获得的。答案: (1)脱分化、再分化、有丝分裂 基因的选择性表达
(2)液体 保证氧气的供应、使细胞和培养液充分接触
(3)活细胞数量减少，某些代谢产物的积累
(4)③ 秋水仙素 DDTT、DDtt、ddTT、ddtt2.动物细胞的培养常用于生理、病理、药理等方面的研究，如图表示动物细胞培养的部分过程：(1)图示中A与B处理所用的物质是_______。
(2)在细胞的分裂增殖过程中，为了确定DNA合成期的时间长短，加入以3H标记的_______ (腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶)最合适；培养液中细胞数目的增加和培养时间的关系如图(a)所示，根据图中信息读出细胞完成一个细胞周期所需要的时间(T)是_______；若一个细胞中的DNA含量为2N，分裂期所需要的时间为5 h，请在图(b)中画出一个细胞周期中的DNA含量的变化。(3)图中分装的过程称为_______培养，成活的细胞叫做_______，一般能传40～50代，其遗传物质_______ (填“不变”或“改变”)。【解析】动物细胞培养过程常用胰蛋白酶使细胞分散成单个细胞利于吸收营养物质。研究DNA复制时常标记DNA特有的碱基—胸腺嘧啶。动物细胞培养中细胞株、细胞系与复制代数有关系。答案：(1)胰蛋白酶 (2)胸腺嘧啶 20 h
(3)传代 细胞株 不变3.植物组织培养的过程如图所示。请分析并回答：(1)愈伤组织是由离体的组织或器官通过A_______过程获得的，B、C过程是通过细胞的_______实现的。
(2)胚状体根据其来源不同，可以分为“体细胞胚”和“花粉胚”。
①用花药离体培养可获得“花粉胚”，同种植物的花粉胚与体细胞胚在染色体数目上的主要区别是_______。
②如果用_______处理二倍体植物的花粉胚，能获得可育的植株，该过程是_______育种中不可缺少的步骤。
③在一定条件下培养离体细胞可以形成体细胞胚进而发育成完整的植株，其根本原因是每个细胞都含有_______，这一过程体现了_______。【解析】(1)愈伤组织的形成是外植体脱分化的结果，再分化成植株的过程中细胞进行分裂的同时进行了细胞分化，形成不同功能的细胞，发育成植株。
(2)花粉胚是单倍体育种过程中的产物，由单倍体细胞构成，需要进行染色体加倍才能得到正常的植株。而体细胞胚不需要染色体加倍可直接发育成正常植株，原因是体细胞胚的每个细胞都含有本物种的全套基因。答案：(1)脱分化 分裂(或增殖)和分化
(2)①花粉胚细胞中的染色体数目是体细胞胚的一半
②秋水仙素 单倍体
③本物种的全套基因(或“全套遗传信息”)
植物细胞的全能性4.材料：人工种子是人们模仿天然种子的结构造出来的生命有机体,它能像天然种子一样萌发生长。人工种子的核心部分是被外层薄膜包埋的具有类似种子胚功能的胚状体,胚状体不同于一般种子的胚,它是由非合子细胞分化形成的类似于胚的结构物,所以又称“体细胞胚”或“花粉胚”。胚状体可从悬浮培养的单细胞中得到,也可以通过试管培养的茎尖、芽尖、子房、花粉等获得。将胚状体包埋在一个能提供营养的胶质中,便成了所谓的“人工种子”。其培育过程如图所示,请根据以上材料回答： (1)人工种子依据的原理是_______,经过_______技术培育而成。
(2)包埋胚状体的胶质可以看作是种子的哪部分结构？_______。
(3)某二倍体植物基因型为DdTt,利用这种生物技术采用花药离体培养的方法,可培育成“花粉胚”,也可制成人工种子,这种种子萌发形成的个体为_______,基因型为_______。(4)如果外植体为植物的茎尖,通过①过程的处理可使细胞彼此分离,那么①过程加入的是_______。
A.15%的盐酸 B.淀粉酶
C.纤维素酶和果胶酶 D.胰蛋白酶
(5)②表示脱分化过程,其实质是_______;
③表示再分化的过程,其实质是_______。
(6)从上面所述胚状体的类型分析,人工种子萌发长成的植株是否可育？_______。【解析】以种子各结构及其功能为切入点对人工种子结构进行分析，能灵活运用细胞分化和全能性的有关知识是正确解答本题的关键。
(1)人工种子能发育成完整的植株,说明其细胞内含有个体发育的全部基因,因此原理是细胞的全能性,经过植物组织培养得以表达。
(2)包埋胚状体的胶质有保护胚状体的作用,同时又可以提供营养物质,所以可以看作种皮及胚乳或子叶。(3)由花药等配子发育成的个体称为单倍体,其基因型为配子基因型,即DT、Dt、dT、dt四种。
(4)使植物细胞彼此分离可以使用纤维素酶和果胶酶,因为植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶。
(5)脱分化实质上是恢复分裂能力,而再分化就是分化,即基因选择性表达。
(6)由题目信息可知,人工种子的胚状体可来自茎尖、芽尖、子房、花粉等,如果来自花粉,得到的个体是单倍体,单倍体一般高度不育。答案：(1)细胞的全能性 植物组织培养
(2)种皮及提供营养的胚乳或子叶
(3)单倍体 DT、Dt、dT、dt (4)C
(5)使细胞恢复分裂能力 基因的选择性表达
(6)若是由花粉(或三倍体植物的营养器官)发育而来的则不可育,若是由茎尖、根尖等营养器官发育而来的则可育课件48张PPT。第三～五节 细胞融合技术?干细胞工程?克隆技术 动物细胞融合与单克隆抗体
1.植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较细胞膜的流动性、细胞的全能性细胞膜的流动性纤维素酶和果胶酶胰蛋白酶或胶原蛋白酶物理法:离心、电激、振动；化学法:聚乙二醇等试剂诱导除物理法和化学法外还可以用灭活的病毒诱导杂种植株杂交细胞克服了远缘杂交的不亲和性,获得杂种植株突破了有性杂交方法的局限,使远缘杂交成为可能2.单克隆抗体的制备
(1)制备过程：注射特定抗原
的免疫小鼠骨髓瘤
细胞B淋巴细胞杂交细胞专一抗体
检验阳性专一抗体
检验阳性单克隆抗体(2)关键环节：
①取相应B淋巴细胞前必须先注射相应抗原，否则不能获得单克隆抗体。
②细胞融合后需经二次筛选：
第一次：在特定的选择性培养基上，未融合的亲本细胞(B淋巴细胞和骨髓瘤细胞)和融合的具有同种核的细胞(BB融合细胞、瘤瘤融合细胞)都会死亡，只有杂交瘤细胞才能生长。其特点是既能迅速大量繁殖，又能产生单一的特异性抗体。
第二次：经选择培养的杂交瘤细胞并非都是能分泌所需抗体的细胞(很多种杂交瘤细胞)，需经克隆化培养和抗体检测，经筛选后才可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。【高考警示钟】
1.植物体细胞杂交与动物细胞融合中酶的作用对象不同，纤维素酶和果胶酶作用于细胞壁，而胰蛋白酶等作用于细胞间质。
2.灭活的病毒保持了其抗原性，但毒性消失。
3.植物杂交细胞在激素诱导下能表达出全能性，但动物杂交细胞的全能性不能表达。 比较三种造血干细胞移植的优点和缺点是经典的移植方法，效果可靠寻找配型相同的骨髓难，捐献者和患者都要遭受很大的痛苦方法比较简单，对供者安全，影响小，几乎无不适反应外周血干细胞数量采集困难，不能满足移植所需数量；收集的外周血干细胞可能混杂有肿瘤细胞；费用较高脐带血资源丰富、采集简单；异体间排斥反应小，再生能力强；纯度高；配型相合的要求相对较低，可扩大供者范围；成功率高目前不适用于高体重成
人，另外，血小板恢复
较慢 动物体细胞核移植与克隆动物
1.原理：动物体细胞核具有全能性
2.过程【高考警示钟】
1.供体细胞：取优良动物的体细胞培养，一般选用传代10代以内的细胞，这样可以保证正常的二倍体核型。
2.动物体细胞核移植是一种无性繁殖技术，用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。 动物细胞融合和单克隆抗体制备
【典例训练1】有性生殖的生物产生后代需进行受精作用，植物体细胞杂交要进行原生质体的融合，单克隆抗体的制备需进行动物细胞融合，可见细胞的融合技术有着广泛的应用。下列为细胞融合的简略过程，据图回答相关问题：(1)若a、b分别是基因型为Hhrr、hhRr两个烟草品种的花粉，且这两对基因分别位于两对同源染色体上。由于受一对隐性纯合基因(rr或hh)的作用，在光照强度大于800lx时都不能生长。要想从融合细胞的培养液中分离出基因型为HhRr的杂种细胞，较为简便的筛选方法是_____。
(2)若a、b表示两种植物体细胞，则由d细胞形成杂种植株的原理是_____，这种育种方法的优点是_____。(3)若a、b分别为骨髓瘤细胞和B淋巴细胞，则d细胞特点是_____。由d细胞产生的抗体与普通血清抗体相比较，具有_____的特点。生产上一般不能通过直接培养B淋巴细胞的方法生产单克隆抗体的主要原因是_____。
(4)下列各图表示单克隆抗体制备过程的各阶段图解，请用箭头把代表各图解的字母按单克隆抗体制备过程的顺序连接起来：_____。【解题指南】
1.考查实质：植物体细胞杂交与单克隆抗体的制备。
2.解题关键：
(1)hr是a、b产生配子中相同的配子，另外两种配子分别是Hr、hR。
(2)两个不同的细胞形成的杂种细胞发育成植株。
(3)骨髓瘤细胞特点、B淋巴细胞特点与融合后的细胞具备的特点之间的关系。
(4)单克隆抗体产生的过程由细胞融合和杂交细胞的培养两部分组成。【解析】(1)a的花粉基因型为Hr和hr，b的花粉基因型为hR和hr，只有HhRr的基因组合方式没有隐性纯合基因，所以杂种细胞HhRr能在光照强度大于800lx时生长。
(2)植物体细胞杂交形成植株，是植物细胞全能性的表现，克服了自然条件下物种之间的生殖隔离。(3)在单克隆抗体产生过程中细胞d是杂交瘤细胞，具备了融合前两种细胞的优点，能无限增殖且产生特定抗体。而且反复筛选的细胞d产生的抗体品质优良。B淋巴细胞能产生特定抗体，但不能无限增殖，无法得到大量的抗体。
(4)只能注射特定抗原后才能得到特定的B淋巴细胞，再与骨髓瘤细胞融合，经筛选后可体内培养也可体外培养以得到大量单克隆抗体。答案:(1)给予大于800lx的光照
(2)植物细胞的全能性
克服了远缘杂交不亲和的障碍
(3)既能无限增殖，又能产生特定抗体
特异性强、灵敏度高、化学性质单一
B淋巴细胞不能无限增殖
(4) 【互动探究】(1)若a、b表示两种植物体细胞，则融合前需进行什么操作？
提示：利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁。
分析：细胞融合是利用细胞膜的流动性，细胞壁如果存在无法进行融合。
(2)植物体细胞杂交与单克隆抗体产生过程中，a、b融合的方法相同吗？
提示：植物细胞可用物理法如电激等，化学法如用PEG诱导；动物细胞除物理法和化学法外还可以用灭活的病毒诱导。 植物体细胞融合
【典例训练2】通过细胞工程技术，利用甲、乙两种植物的各自优势(甲耐盐、乙高产)，培育高产耐盐的杂种植株。请完善下列实验流程并回答问题：(1)A是_____酶，B是_____，D是具有_____优良性状的幼芽。D长成的幼苗需要选择的原因是_____。
(2)由C形成植株的过程利用了_____技术，形成愈伤组织需要经过_____过程，愈伤组织形成D需要经过_____过程。整个培养过程要在_____条件下进行。
(3)植物体细胞融合成功的标志是_____。目前植物体细胞杂交还存在许多问题没有解决，如_____，尽管如此，这项新技术在_____等方面取得的重大突破还是震撼人心的。【解题指南】
1.知识储备：植物体细胞杂交过程和植物组织培养过程。
2.解题关键：(1)明确诱导原生质体融合后产生的杂种细胞有多种，需经筛选。
(2)注意流程图中关键字眼：“用钠盐浓度为0.6%的固体培养基培养”，即筛选掉了不耐盐的愈伤组织。【解析】植物细胞经纤维素酶和果胶酶处理后，去除细胞壁，得到原生质体。两个原生质体经PEG诱导后融合，再生出细胞壁后变成杂种细胞，利用植物组织培养技术可得到愈伤组织、丛芽结构和试管苗，并非每个细胞都能表达出耐盐性状，需要利用含盐培养基进行选择。
(2)C细胞是杂种细胞，形成植株需要植物组织培养过程，经历了细胞的脱分化和再分化过程。该过程涉及到培养基培养过程，所以无菌操作非常重要。(3)植物细胞融合时，核质都应该进行融合，当细胞壁再生时，说明融合后的细胞核与细胞质进行正常的新陈代谢了，即融合成功。植物体细胞杂交虽然克服了远缘杂交不亲和的障碍，但让杂合体表达出两种植物的优良性状有时还比较困难。答案：(1)纤维素酶和果胶 融合的原生质体 耐盐
有耐盐高产和耐盐不高产两种
(2)植物组织培养 脱分化 再分化 无菌
(3)再生出新的细胞壁 不能按照人的意愿表达两个亲本的性状克服远缘杂交不亲和的障碍1.如图表示高等动、植物细胞融合的部分过程，请据图回答：(1)若上图表示植物体细胞杂交的部分过程，欲将丁细胞培育成植株，可选用_____技术，这一技术的两个关键步骤是_____和_____。
(2)若上图表示制备单克隆抗体的部分过程，甲细胞为小鼠的骨髓瘤细胞，则乙细胞为_____。在分离乙细胞之前，应对小鼠进行的处理是_____。过程①区别于植物细胞常用的诱导方法是_____，过程②可利用_____培养基进行筛选，筛选得到的丁细胞还需进行_____和抗体检测，经多次筛选，就可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。上述制备过程涉及到的生物技术有_____。【解析】(1)将丁细胞培育成植株利用了植物组织培养的方法，包括脱分化和再分化过程，利用了细胞全能性原理。
(2)甲细胞若为骨髓瘤细胞，则乙细胞为B淋巴细胞，两者融合后会形成杂交瘤细胞，需要通过选择培养基将产生特定抗体的杂交瘤细胞筛选出来。动物细胞融合除植物细胞融合的物理法、化学法外，还可以用灭活的病毒来诱导，细胞融合后，产生的杂种细胞有多种，需经特定的选择培养基筛选。单克隆抗体制备过程中主要利用了动物细胞融合技术和动物细胞培养技术。答案：(1)植物组织培养 脱分化 再分化
(2)B淋巴细胞 将抗原注射入小鼠体内 用灭活的病毒诱导 特定的选择 克隆化培养 动物细胞融合技术、动物细胞培养技术2.(2012·哈尔滨模拟)如图是利用现代生物工程技术治疗遗传性糖尿病(基因缺陷导致胰岛B细胞不能正常合成胰岛素)的过程设计图解，请据图回答：(1)图中①、②所示的结构分别是_______、_______，④过程常用的方法是_______。
(2)图中③、⑤所示的生物工程技术分别是_______、_______，利用_______技术快速扩增健康胰岛B细胞基因的过程中，目的基因受热形成单链并与引物结合，在酶的作用下延伸形成DNA，该酶的特点是_______。该技术的原理是_______。
(3)过程④通常用②做受体细胞的原因是_______。
(4)图示治病的方法叫做_______，与一般的异体移植相比最大的优点是_______。【解析】(1)①是细胞核，②是细胞核移植技术得到的胚胎干细胞，④是重组载体导入受体细胞。
(2)③是细胞核移植，⑤是动物细胞培养得到早期胚胎。PCR技术可快速扩增DNA，该技术需要耐高温的DNA聚合酶催化。
(3)转基因动物培养常用受精卵或早期全能胚胎干细胞作受体细胞。
(4)该图为治疗性克隆，自身细胞细胞核移植后得到的克隆器官不会发生免疫排斥反应。答案：(1)细胞核 内细胞团(或胚胎干细胞)
显微注射法
(2)核移植技术 早期胚胎培养技术 PCR 耐高温
DNA双链复制
(3)这些细胞还未分化，具有全能性，可以定向诱导分化成各类细胞、组织、器官
(4)体外基因治疗 没有免疫排斥反应3.(2012·深圳模拟)以下为植物体细胞杂交技术流程图，其中甲和乙分别表示两种二倍体植物细胞，所含有的染色体组分别是AA和BB。据图分析回答：(1)①过程发生的化学变化是_______。
(2)将若干a和b 等量混合后转移到培养基上培养，再经过②和③，c的细胞类型有_______。
(3)在采用化学法进行过程②时，一般是用_______作为诱导剂。
(4)植物体细胞杂交与自然状况下的生殖细胞杂交相比，前者的主要意义是_______。【解析】准确理解植物体细胞杂交的过程是解题的关键。
(1)植物体细胞杂交亦称为原生质体融合，是以植物的体细胞为材料，经特殊的酶处理后，用去掉了细胞壁的裸细胞——原生质体为亲本进行融合的一种新型的生物技术。
(2)将若干a和b 等量混合后转移到培养基上培养，经过细胞融合，c的细胞类型包括没有融合的细胞、相同细胞的融合和不同细胞的融合，即AA、BB、AAAA、BBBB、AABB。
(3)在采用化学法进行过程②时，一般是用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂。
(4)植物体细胞杂交的主要意义是克服了不同生物间远缘杂交不亲和的障碍。答案：(1)纤维素和果胶发生水解
(2)AA、BB、AAAA、BBBB、AABB
(3)聚乙二醇(PEG)
(4)克服了不同生物间远缘杂交不亲和的障碍(或扩大了可用于杂交的亲本基因组合的范围)4.如图表示将人成纤维细胞与小鼠细胞进行融合，获得部分杂种细胞的过程(注：杂种细胞中人类的染色体会随机丢失，各种杂种细胞保留人类染色体的种类和数量是不同的)。请回答下列问题：(1)图中诱导动物细胞融合常用的诱导因素有____ (至少写出两种)，再用特定的____培养基进行筛选，得到杂种细胞。
(2)培养杂种细胞时，根据细胞所需营养物质的种类和数量严格配制培养基，此外经常会在培养基中加入____。培养过程中细胞需置于含CO2的混合气体的培养箱中培养，CO2的主要作用是维持培养液的____。
(3)若只考虑人的成纤维细胞与鼠细胞两两融合形成的杂种细胞，假如每种杂种细胞只保留了人的1条染色体，从染色体组成的角度考虑，杂种细胞可能有____种。【解析】(1)诱导动物细胞融合的方法包括物理方法(如电激)、化学方法(如聚乙二醇)、生物方法(如灭活的病毒)。通过选择培养基将杂种细胞筛选出来。
(2)动物细胞培养液一般包括糖类、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素、动物血清、动物血浆。
(3)人体细胞中含有24种染色体，分别是22种常染色体和2种性染色体(即X染色体和Y染色体)。答案：(1)PEG、灭活的病毒、电激(写出两种即可)
选择性
(2)动物血清、血浆 pH
(3)245.如图为制备单克隆抗体的流程图，据图回答：(1)制备单克隆抗体的原理是，克隆____细胞形成的细胞群，并产生____的抗体。
(2)已知细胞合成DNA有D和S两条途径，其中D途径能被氨基嘌呤阻断，一般情况下，细胞中有D或S途径即能分裂增殖。人淋巴细胞中有这两种DNA的合成途径，但一般不分裂增殖。鼠骨髓瘤细胞中只有D途径，但能不断分裂增殖。将这两种细胞在试管中混合，加聚乙二醇促融，获得杂种细胞。请设计一方法(不考虑机械方法)，从培养液中分离出杂种细胞，并说明原理。
方法：____。
原理：____。
(3)杂交瘤细胞具备____的特点。
(4)在单克隆抗体制备过程中，应用了细胞工程中的____和____两大技术。【解析】本题主要考查单克隆抗体的制备过程和原理。(1)经免疫的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合后的杂交瘤细胞既能无限增殖，又能产生专一抗体。
(2)杂交瘤细胞有两种合成DNA的途径，因此在选择培养基上只有杂交瘤细胞能生存并无限增殖。
(3)由题图不难看出，生产单克隆抗体，应用到了两种细胞工程技术：动物细胞融合技术和动物细胞培养技术。答案：(1)B淋巴 大量、专一
(2)在上述试管中加入氨基嘌呤后，收集能分裂增殖的细胞
淋巴细胞不能分裂，鼠骨髓瘤细胞的D途径被阻断，也不能分裂，而杂种细胞中有S途径，可分裂增殖
(3)大量增殖(或无限增殖)、产生专一抗体
(4)动物细胞融合 动物细胞培养课件48张PPT。第三章 胚胎工程 受精过程及早期胚胎发育
1.受精
(1)场所：输卵管上段。
(2)过程：
①精卵识别。
②精子头部进入卵细胞。
③精核和卵核融合。2.早期胚胎的发育
明确早期胚胎发育所经历的几个重要阶段，掌握各个阶段的特点。图示如下： 受精卵【高考警示钟】
不同动物胚胎移植的时间不一样，如牛、羊的胚胎要培养到桑椹胚阶段或囊胚阶段才能进行移植，小鼠和家兔等实验动物可在更早的阶段移植，人的体外受精胚胎，即试管胚胎，可在8～16个细胞阶段移植。 胚胎移植和胚胎分割
1.胚胎移植
(1)实质：
早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移，而胚胎本身的遗传物质并不发生改变，因此各种性状能保持其原来的优良特性。用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理超数排卵的母牛发情后，选择同
种优秀的公牛进行配种或人工授精胚胎的收集（冲胚）冲胚后，对胚胎进行质量检查。这时的胚胎应发育到囊胚阶段，并培养或保存胚胎移植对受体母牛进行是否妊娠的检查受体母牛产下胚胎移植的犊牛(2)过程：(3)成功的保障(生理学基础)：
第一，供、受体哺乳动物发情后，生殖器官的生理变化是相同的。
第二，哺乳动物的早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，而是处于游离状态，这就为胚胎的收集提供了可能。
第三，受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，这为胚胎在受体内的存活提供了可能。
第四，供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但移入受体的供体胚胎的遗传特性，在孕育过程中不受任何影响。2.胚胎分割
(1)实质：
胚胎分割技术是把一个胚胎的细胞分成两组或多组，经过短暂培养使其修复、发育后，再一同或分别移植到不同的代孕母体中妊娠并产生多胎的技术，因在分割过程中不存在两性细胞的结合，故属于无性繁殖。
(2)要点：
①材料选择：发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚。
②囊胚期分割要求：内细胞团均等分割，以免影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
③过程图解：(3)优点：
可成倍增加胚胎数量，是一种快速繁殖种畜的方法。【高考警示钟】
1.胚胎移植的供体和受体必须是同种生物。
2.同期发情处理用的是雌性激素，超数排卵处理用促性腺激素。
3.试管动物的性别和性状由父本、母本决定，而克隆动物的性别和性状与核供体相同。 胚胎发育
【典例训练1】(2012·济南模拟)控制哺乳动物的性别对于畜牧业生产有着十分重要的意义。目前，分离精子技术是有效的性别控制方法。例如：牛的X精子的DNA含量比Y精子的高出4％左右，利用这一差异人们借助特殊仪器将它们分离开来，再通过胚胎工程技术就可培育出所需性别的试管牛(如图所示)。
根据以上信息回答下列相关问题：根据以上信息回答下列相关问题：
(1)图中过程①是通常采用_____技术，在这个过程中_____的精子与卵细胞结合形成受精卵，为获得更多的卵细胞需要给良种母牛注射适宜剂量的_____。
(2)过程②中受精卵培养发育至_____时期，再经_____到代孕母牛，从而获得后代。
(3)若希望同时获得多个性状相同的个体，可以使用_____技术。
(4)动物“生物反应器”是转基因动物技术中最诱人的部分之一，例如，将人胰岛素基因导入母牛的体内，并使之在乳腺中特异性表达出人胰岛素。在培育转人胰岛素基因奶牛过程中，常选用的受体细胞是_____，导入目的基因常用的方法是_____。【解题指南】
1.知识储备：体外受精、胚胎移植、胚胎分割移植、基因工程。
2.解题关键：准确识别图示过程中体外受精和胚胎移植是解题的关键。【解析】(1)人工采集的卵子与精子不能够直接受精，精子需要经过获能处理，为获得更多的卵细胞需要给良种母牛注射适宜剂量的促性腺激素。
(2) 体外受精卵需发育至囊胚时期，再经胚胎移植到代孕母牛继续发育，从而获得后代。
(3) 若希望同时获得多个性状相同的个体，可以使用胚胎分割移植技术。
(4) 动物基因工程中常选用的受体细胞是受精卵，转化的方法常用显微注射法。答案：(1)体外受精 获能 促性腺激素
(2)囊胚 胚胎移植
(3)胚胎分割移植
(4)受精卵 显微注射法【互动探究】为了确保得到所需性别的试管牛，往往需要对移植前的胚胎进行性别鉴定，请举出两种对早期胚胎进行性别鉴定的方法？
提示：DNA分子杂交技术(利用基因探针鉴定)、分析胚胎细胞的染色体组型。
分析：鉴定胚胎性别的最好方法是对胚胎细胞染色体分析，当然也可运用Y染色体上的基因制成探针检测Y染色体的存在。 胚胎移植
【典例训练2】如图为胚胎移植的基本程序及早期胚胎发育过程，请据图分析回答：(1)超数排卵技术的处理措施是对供体母牛注射_____；超数排卵的母牛发情后，既可以通过配种或人工授精获得胚胎，也可以通过体外受精的方法获得胚胎。若要通过体外受精获得胚胎，则在体外受精前，要对精子进行_____处理。
(2)A到E中，牛胚胎移植的适宜时期是_____。
(3)若要通过胚胎移植获得遗传物质完全相同的两个新个体，可对早期胚胎进行_____处理，再植入受体内。【解题指南】
1.考查实质：胚胎移植的操作流程、胚胎发育的各个阶段。
2.解题关键：(1)明确图中D、E所处的时期，判断桑椹胚的依据是细胞数量达到32个左右。(2)明确胚胎分割可获得完全相同的个体。【解析】(1)超数排卵处理就是指用促性腺激素处理雌性动物使其排出较多卵子；精子需要进行获能处理之后才具有与卵子受精的能力。
(2)牛胚胎移植的适宜时期为桑椹胚或囊胚时期，即图中的D和E两个时期。
(3)通过一个受精卵获得两个遗传物质完全相同的新个体只能通过将其胚胎分割后再移植。
答案：(1)促性腺激素 获能
(2)D、E
(3)胚胎分割【互动探究】(1)供体与受体为什么要同期发情处理？
提示：为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境，提高成活率。
分析：胚胎移植能否成功，与供体和受体的生理状况有关，相同的生理变化是必要的，以确保早期胚胎在相同生理环境条件下转移。
(2)典例题中(3)操作处理时要特别注意什么?
提示：在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，将内细胞团均等分割。
分析：内细胞团不均等分割会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育，降低胚胎的成活率。1.(2012·山西山大附中模拟)以下是科学家采用不同方法培育良种牛的过程，a～h为操作过程，请据图回答有关问题：(1)“试管牛”技术的操作流程是_____ (填字母)。
(2)图中数字标号代表的结构名称是：
①_____②_____③_____
(3)d操作的名称是_____，受体子宫内胚胎发育的过程中，细胞不断分裂，其分裂方式为_____。
(4)图中用到的激素是_____，其目的是获得更多的卵母细胞，经受精后可得到早期胚胎。用某染料鉴定胚胎细胞是否为活细胞时，发现活胚胎细胞不能被染色，其原因是活细胞膜_____。(5)过程h常用的方法是_____。为了能确定目的基因已经导入到受精卵，相应的载体需要有_____以便于进行检测。
(6)若要获得遗传物质完全相同的两个新个体，可对发育到_____阶段的早期胚胎进行处理，再植入到受体内。若要对早期胚胎进行长期保存，应将其置于_____条件下。在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，应注意_____。
(7)受体母牛必须和供体牛属于同一物种。移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是_____。【解析】(1)“试管牛”是体外受精，然后进行胚胎移植，其操作流程是a→b→f→g。
(2)读图可知， ①为囊胚的外部细胞，②为囊胚腔，③为内细胞团。
(3)d操作是把体外培养的胚胎移植到受体母牛的子宫中，受体子宫内胚胎发育的过程中，细胞分裂方式为有丝分裂。
(4)为了获得更多的卵母细胞，可使用促性腺激素。因活细胞对物质的交换具有选择透过性，故可用某染料鉴定胚胎细胞是否为活细胞。(5)过程h为外源基因的导入，常用的方法是显微注射法。为了能确定目的基因已经导入到受精卵，相应的载体需要有标记基因，以便于进行检测。
(6)若要获得遗传物质完全相同的两个新个体，可取囊胚进行胚胎分割移植。操作过程中要将内细胞团均等分割，以免影响胚胎的恢复和进一步发育，若要对早期胚胎进行长期保存，应将其置于冷冻或液氮条件下。
(7)受体母牛必须和供体牛属于同一物种以防止受体子宫对外来胚胎产生排斥反应。答案：(1)a→b→f→g
(2)①外部细胞 ②囊胚腔 ③内细胞团
(3)胚胎移植 有丝分裂
(4)促性腺激素 对物质的吸收具有选择透过性
(5)显微注射法 标记基因
(6)囊胚 胚胎分割 冷冻或液氮 胚胎分割要将内细胞团均等分割，以免影响胚胎的恢复和进一步发育
(7)受体子宫对外来胚胎不发生排斥反应2.国家863计划项目“利用崂山奶山羊乳腺生物反应器制备药用蛋白”取得重大进展。目前，已经成功获得经纯化的抗凝血酶Ⅲ蛋白，达到国际先进水平。如图是制作崂山奶山羊乳腺生物反应器的流程图： (1)根据流程图分析，动物乳腺生物反应器主要利用了_____技术、胚胎工程技术和细胞培养技术。
(2)要实现①超数排卵，应在崂山奶山羊A发情周期的某一阶段用_____处理，然后在恰当时期采集卵子。通过②采集的精子不能直接使成熟的卵子受精，原因是_____。
(3)过程④需将抗凝血酶Ⅲ基因注入受精卵的雄原核内，在显微镜下判断是否完成受精作用的标志是_____。(4)要使人的抗凝血酶Ⅲ基因在奶山羊乳腺细胞中特异性表达，完整的基因表达载体要包括目的基因、_____、_____、标记基因等部分。在⑤之前要检测早期胚胎细胞是否已经导入抗凝血酶Ⅲ基因，宜采用_____技术。
(5)若要一次获得多只相同的转基因崂山奶山羊D，⑤应采用_____技术。【解析】(1)从图解中可以看出，涉及到的过程有体外受精、胚胎移植、重组DNA技术，涉及到的技术手段有基因工程、胚胎工程和细胞培养技术等。
(2)体外受精主要包括卵母细胞的采集和培养、精子的获能和受精等步骤。卵子的采集方法：用促性腺激素处理，使其排出更多的卵子，然后，从输卵管中冲取卵子，直接与获能的精子在体外受精。(3)精子入卵后形成一个雄原核，与此同时，精子入卵后被激活的卵子完成减数第二次分裂，排出第二极体后形成雌原核，并在卵黄膜和透明带的间隙观察到两个极体。
(4)基因表达载体包括目的基因、标记基因、启动子、终止子等部分，目的基因的检测方法是DNA分子杂交技术，其次是检测目的基因是否转录出了mRNA。答案：(1)转基因(重组DNA)
(2)促性腺激素 精子没有获能
(3)在卵黄膜和透明带的间隙观察到两个极体
(4)启动子 终止子 DNA分子杂交
(5)胚胎分割移植3.人的血清白蛋白作为血浆容量扩充剂用途广泛，是当前的研究热点之一。下图是利用奶牛生产人类血清白蛋白的图解，请回答： (1)图中所涉及的生物技术中，属于细胞水平的是_____、_____。
(2)获取①基因的常用方法有_____ (举一例)，基因工程的核心是_____。
(3)②→③一般需用_____酶处理。为获取数量较多的未受精卵细胞，需用_____处理母牛。
(4)⑤→⑦为_____技术，操作的时期是_____。【解析】(1)在获得能生产人类血清白蛋白的转基因奶牛的过程中主要应用到的生物工程技术包括基因工程、动物细胞培养技术、动物细胞核移植技术、早期胚胎的培养和胚胎移植技术，其中动物细胞培养和动物细胞核移植技术属于细胞工程。
(2)基因工程中获取目的基因的方法主要包括从基因文库中提取，人工化学方法合成等。目的基因表达载体的构建是基因工程的第二步，是基因工程的核心。(3)动物细胞培养中一般要用胰蛋白酶将动物组织分散成单个细胞后进行培养。在胚胎工程中要获得较多的未受精卵细胞，需要用促性腺激素对母牛进行超数排卵处理。
(4)⑤→⑦为胚胎分割移植，一般选用发育到桑椹胚或囊胚时期的早期胚胎。答案:(1)核移植技术 动物细胞培养
(2)从基因文库中提取(或人工化学合成) 基因表达载体的构建
(3)胰蛋白 促性腺激素
(4)胚胎分割移植桑椹胚或囊胚4.据报道，中山大学中山眼科中心主任任葛坚领导的研究小组将猴子的皮肤干细胞注射到小鼠的囊胚里，再将囊胚移入到代孕鼠体内发育而形成猴鼠嵌合体——猴鼠，用于角膜等器官的移植研究。请回答：
(1)胚胎干细胞体外培养诱导分化可形成大量皮肤干细胞，其原因是_____。
根据胚胎干细胞的这种功能特性，当我们身体的某一类细胞功能出现异常或退化时，利用胚胎干细胞的治疗思路是_____。(2)囊胚时期，胚胎细胞开始出现分化，有些细胞个体较小，将来只能发育成胎膜和胎盘，这类细胞称为_____。因此，应将猴的皮肤干细胞注射到小鼠囊胚的_____部位，以伴随其发育成某种组织。
(3)将囊胚移入代孕鼠体内属于_____技术，此技术对代孕受体的要求是_____。在畜牧生产中采用这种技术的优势主要是_____，若想进一步提高胚胎的利用率，可采用_____技术。【解析】(1)胚胎干细胞具有发育的全能性，在体外培养时可以诱导分化形成不同的体细胞，因此可以通过诱导胚胎干细胞(ES或EK细胞)定向分化来及时修补身体中功能出现异常或退化的细胞。
(2)囊胚时，胚胎细胞开始出现分化为外部细胞和内细胞团细胞，外部细胞将来发育成胎膜和胎盘，内细胞团细胞开始分化，将来发育成胎儿的各种组织。因此，应将猴的皮肤干细胞注射到小鼠囊胚的内细胞团部位，以伴随其发育成某种组织。(3)将囊胚移入代孕鼠体内属于胚胎移植技术，此技术对代孕受体的要求是同种、生理状态相同的其他雌性动物。在畜牧生产中采用这种技术的优势主要是可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，若想进一步提高胚胎的利用率，可采用胚胎分割技术。答案：(1)胚胎干细胞具有发育的全能性 通过诱导胚胎干细胞(ES或EK细胞)定向分化来及时修补
(2)外部细胞 内细胞团
(3)胚胎移植 同种、生理状态相同的其他雌性动物
可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力 胚胎分割5.(2012·南京模拟)胚胎工程技术包含的内容很丰富，如图是胚胎工程技术研究及应用的相关情况，其中供体1是良种荷斯坦高产奶牛，供体2是黄牛，请据图回答下列问题：(1)应用1中获得的小牛，其遗传物质来源于______，
为一次获得多个细胞B，往往需要向供体2内注入的是促性腺激素，而不是性激素，原因是______。
(2)将优良公牛的精子收集后放在一定浓度的肝素溶液中进行培养，其目的是______。
(3)通过应用2获得小牛，涉及到胚胎工程的最后一道“工序”是______。
(4)应用3中的细胞D取自囊胚的______，细胞C取自牛胎儿的______。
(5)应用4中获得二分胚①和②，移植到受体牛中得到两只小牛，两只小牛的性别是______的(“相同”或“不同”)。【解析】供体1提供体细胞核，供体2提供卵子的细胞质；性激素对垂体和下丘脑有负反馈作用，注射一定量的性激素后会抑制下丘脑和垂体的活动，从而导致相关激素分泌量下降，进而引起自身性激素分泌量减少，影响排卵；精子受精前需进行获能处理；胚胎移植是胚胎工程的最后一道“工序”；胚胎干细胞是早期胚胎或原始性腺分离出来的一类细胞，因此，应用3中的细胞D取自囊胚的内细胞团，细胞C取自牛胎儿的原始性腺；胚胎分割是无性繁殖，子代来自于同一个受精卵，所以得到的小牛性别相同。答案：(1)供体1和供体2 注射一定量的性激素后会抑制下丘脑和垂体的活动，从而导致相关激素分泌量下降，进而引起自身性激素分泌量减少，影响排卵
(2)诱导精子获能
(3)胚胎移植
(4)内细胞团 原始性腺
(5)相同课件53张PPT。第一章 生态工程 生态工程的基本原理【高考警示钟】
并不是所有生态工程的原理都相同
不同环境下的生态工程可能会不同，依据的原理也不可能完全相同，因地制宜，不能生搬硬套。 生态工程的实例【高考警示钟】
1.生态工程的恢复作用是有限的，不能误认为只要有生态工程就可以走发达国家“先污染破坏，后治理”的道路。
2.进行生态工程建设时，应该积极利用自然生态系统强大的自我恢复力，节省投资。 生态工程的原理
【典例训练1】(2011·新课标全国卷)现有一生活污水净化处理系统，处理流程为“厌氧沉淀池→曝气池→兼氧池→植物池”，其中植物池中生活着水生植物、昆虫、鱼类、蛙类等生物。污水经净化处理后，可用于浇灌绿地。回答问题：
(1)污水流经厌氧沉淀池、曝气池和兼氧池后得到初步净化。在这个过程中，微生物通过_____呼吸将有机物分解。 (2)植物池中，水生植物、昆虫、鱼类、蛙类和底泥中的微生物共同组成了_____ (生态系统、群落、种群)。在植物池的食物网中，植物位于第_____营养级。植物池中所有蛙类获得的能量最终来源于_____所固定的_____能。
(3)生态工程所遵循的基本原理有整体性、协调与平衡、_____和_____等原理。
(4)一般来说，生态工程的主要任务是对_____进行修复，对造成环境污染和破坏的生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力。【解题指南】
1.考查实质:细胞呼吸方式、生态系统的结构、生态工程的原理。
2.题眼：
(1)“厌氧、曝气、兼氧”，由此推出微生物呼吸方式为有氧呼吸和无氧呼吸。
(2)“污水经净化处理后，可用于浇灌绿地”，推出利用了物质循环再生原理，“植物池中生活着水生植物、昆虫、鱼类、蛙类等生物”表明生物种类繁多，组成群落，推出利用了物种多样性原理。【解析】(1)厌氧沉淀池主要是无氧呼吸，曝气池为有氧呼吸，兼氧池两种方式均有。
(2)生物群落是指生活在一定区域内所有生物个体的总称，生态系统还包含有无机环境。植物池是水生环境，固定光能的是水生植物，从食物链考虑，第一营养级是水生植物，其次是初级消费者。(3)生态系统的原理包括：整体性原理、协调与平衡原理、物质循环再生原理、物种多样性原理、系统学和工程学原理。
(4)生态工程对恢复和重建受损生态环境的作用非常重要和有效。生态工程建设的目的就是遵循自然界物质循环的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到经济效益和生态效益的同步发展。
答案：(1)无氧和有氧
(2)群落 一 水生植物 太阳
(3)物质循环再生 物种多样性 系统学和工程学(任选两个即可)
(4)已破坏的生态环境【互动探究】(1)水生植物如何固定能量？
提示：进行光合作用。
分析：植物是自养生物，能利用光能把无机物转化成有机物。
(2)协调与平衡原理协调内容是什么？
提示：生物与环境之间的关系。
分析：在进行生态工程建设时，生物与环境的协调与平衡也是需要考虑的问题之一。 生态工程的实例
【典例训练2】江苏某农户创建的冬季生态型种植养殖模式如图所示，请据图回答下列问题。 (1)牛棚内产生______的可扩散进入蔬菜大棚，提高蔬菜的光合作用效率；蔬菜光合作用产生______的可扩散进入牛棚。
(2)秸秆除了作为牛的饲料外，还可与牛粪混合堆放进行______，腐熟的产物肥效提高，这是因为______。
这种肥料用于蔬菜栽培可以提高蔬菜产量。
(3)在牛的品系、饲料品种和用量不变的条件下，采用这种养殖模式，牛的生长速率明显提高，其主要原因是______。
(4)牛棚保温所需的热能来源于牛身散热、地热、______和______。
(5)从生态工程的角度分析，这种种植养殖模式主要利用的基本原理是______。【解题指南】
1.考查实质：光合作用和细胞呼吸的影响因素、生态工程的基本原理。
2.解题关键：解答本题的关键是判断生态工程中利用的生态原理，根据“牛产生二氧化碳供蔬菜利用，蔬菜产生氧气供牛利用”判断出利用了物质循环再生原理。【解析】(1)牛棚内的牛和微生物呼吸作用产生的二氧化碳可扩散到蔬菜大棚中，提高蔬菜的光合作用效率，蔬菜光合作用产生的氧气可扩散到牛棚，供牛等呼吸利用。
(2)秸秆与牛粪混合堆放进行发酵，将有机物分解为无机物，这样才能被蔬菜吸收。
(3)这种种植养殖模式使牛棚内温度较高，恒温动物牛用于维持体温所消耗的能量减少，用于生长发育的能量较多，因此牛的生长速率明显提高。
(4)牛棚保温所需的热能来源于环境中的太阳光能和地热，还可来自生物呼吸产生的热。
(5)该生态种植养殖模式实现了物质的循环利用。答案：(1)二氧化碳 氧气
(2)发酵 微生物将有机物分解为无机物
(3)牛棚内温度较高因而牛维持体温消耗的能量较少
(4)太阳光能 发酵产热
(5)物质循环再生原理【互动探究】(1)模式中的能量最终来源是什么？
提示：太阳光能。
分析：秸秆、牛、植物等在有机体中的能量都直接或间接来源于太阳光能。
(2)生态工程还应该遵循的基本原理是什么？
提示：整体性原理、协调与平衡原理、物种多样性原理、系统学和工程学原理。
分析：生态工程的基本原理包括整体性原理、协调与平衡原理、物质循环再生原理、物种多样性原理、系统学和工程学原理。1.生态农业建设是建设社会主义新农村的重要内容之一。下面是两种生态农业模式：
模式1 鸡－猪－鱼立体养殖模式：一亩鱼池配6～8头猪，100～120只鸡，鱼池中各种鱼的比例大致为：鲢鱼占20%，草鱼占40%，鲤鱼、鳙鱼占40%，每亩投放鱼苗4 500尾。每天从鸡舍中收集新鲜的鸡粪晒干，经初步发酵后混入一定量饲料喂猪，猪粪喂鱼。模式2 “四位一体”生态模式：以太阳能为动力，以沼气为纽带，将日光温室、沼气池、蔬菜种植和温室养猪相结合的一种新型农业生产模式。
请分析回答有关问题：
(1)在模式1中，必须注意某种鱼的投入数量，不宜超过该鱼在生态系统中的_____。鱼塘中不同鱼类生活在不同水层，体现了生物群落在垂直结构上具有_____的现象。
(2)如图表示某池塘中鲢鱼平均尾重变化情况。
由曲线可知，生物体的生长呈_____型曲线，根据图示结果，最佳捕捞时间是在投放后的_____个月左右。(3)模式2中，光能输入生态系统的途径是____，沼气池中的产甲烷杆菌在生态系统中属于____(成分)。
(4)建立以沼气为纽带的“四位一体”生态工程主要遵循的生态工程原理是____。【解析】(1)当种群数量达到或超过某一生态系统的环境最大容纳量时，该生态系统中生物间竞争加剧，甚至导致死亡，从而引起种群数量下降，因此投放的鱼数量不应超过环境最大容纳量；不同的鱼类生活在不同的水层，体现了群落中的生物在垂直结构上具有分层现象。
(2)由图可知，该生物体的生长呈现S型曲线，当投放8个月左右时，鲢鱼的平均尾重达到最大值并基本保持不变，因此是最佳捕捞时间。(3)模式2的生产者只能通过光合作用固定太阳光能，因此光能进入模式2的途径是通过光合作用完成的。
(4)该生态工程实现了物质的循环利用，实现了经济的良性发展，因此建立以沼气为中心的“四位一体”生态工程主要遵循的生态工程原理是物质循环再生原理。答案：(1)环境最大容纳量 分层
(2)S 8
(3)生态系统中的生产者光合作用固定光能 分解者
(4)物质循环再生2.(2012·宝鸡模拟)如图为南方某村综合发展生态工程示意图，请据图回答： 物质在系统内流动 输出到市场(1)这一生态工程的结构和功能有哪些特点？_________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)蓝绿萍的代谢类型是____，在生态系统中的地位是____。(3)若下图是某科研工作者为该村设计的垃圾资源化、无害化处理的一种方案，请据图回答问题：a.此方案中过程①②需每一位居民的参与，参与的行动方式是____。
b.过程④⑤利用的生物属于生态系统的何种成分？____。
c.从对资源的充分利用角度看，过程④⑤比过程③突出的优点是____。【解析】(1)该生态工程以沼气工程为中心，农林牧副渔各业全面发展，增加了劳动力就业机会，促进了经济发展；同时又降低了环境污染，促进了农村的可持续发展。
(2)蓝绿萍的代谢类型是自养需氧型，属于生产者。
(3)过程①②是对垃圾的分类处理；过程④⑤是利用分解者的分解作用处理有机废弃物，此过程既充分利用了废弃有机物中的能量，又减少了因燃烧带来的污染。答案：(1)以沼气工程为中心，农林牧副渔各业全面发展，增加了劳动力就业机会，促进了经济发展，降低了环境污染，促进了农村的可持续发展
(2)自养需氧型 生产者
(3)a.将生活垃圾分类处理 b.分解者
c.除利用了有机垃圾中的能量外，还充分地、分层次地多级利用了垃圾中的物质，并且减少了因燃烧带来的污染3.如图是我国南方尝试的农业生态系统的结构模式图，它利用雏鸭旺盛的杂食性，吃掉稻田里的杂草和害虫，利用鸭不间断的活动产生中耕浑水效果，刺激水稻生长，用作物养猪、养鸭，用稻秆培育蘑菇、生产沼气，猪鸭粪、沼渣肥田，生产出无公害的大米与蛋肉类。请据图回答：(1)从生态学角度分析，人们建立图示的农业生态系统的主要目的是________。
该系统中将植物秸秆、动物粪便等废弃物合理地进行了应用，这体现了生态工程中的____原理。
(2)该系统将多个生产系统通过优化组合，有机整合在一起，提高了系统生产力，这体现了生态工程中的____原理。生产的大米无公害的原因是________________。(3)在发酵装置里的B过程中起重要作用的微生物，其细胞结构与水稻细胞最主要的区别是____。
(4)将蘑菇房与蔬菜大棚相通，可提高蔬菜产量，试分析其增产原因：______。
蘑菇房与蔬菜大棚相通，比单纯种植蔬菜和单纯培育蘑菇带来的效益之和还要高，体现了生态工程中的___________原理。【解析】(1)从生态学角度分析，人们建立农业生态系统的主要目的是实现生态系统内能量和物质的多级利用，提高农产品的产量，减少环境污染。该生态系统中将植物秸秆、动物粪便等废弃物合理地进行了应用，这体现了生态工程中的物质循环再生原理。
(2)该生态系统将很多单个生产系统通过优化组合，有机整合在一起，提高了系统生产力，这体现了生态工程中的系统的结构决定功能原理。图示生态系统中减少了化肥和农药的使用量，减少了对水的污染，因此，生产的大米是无公害大米。(3)在发酵装置里的B过程中起重要作用的微生物是乳酸菌，为原核生物，其细胞结构与水稻细胞(真核生物)最主要的区别是无以核膜包被的细胞核(无成形的细胞核)。
(4)将蘑菇房与蔬菜大棚相通，蘑菇呼吸产生的二氧化碳可以进入大棚，供蔬菜进行光合作用，使其光合作用增强，从而提高蔬菜产量。蘑菇房与蔬菜大棚相通，比单纯种植蔬菜和单纯培育蘑菇带来的效益之和还要高，体现了生态工程中的整体性原理。答案：(1)实现生态系统内能量和物质的多级利用，提高农产品的产量，减少环境污染(合理地调整生态系统中的能量流动关系，提高能量利用率，减少环境污染)
物质循环再生
(2)系统的结构决定功能 减少了化肥和农药的使用量，减少了对水的污染
(3)无以核膜包被的细胞核(无成形的细胞核)
(4)蘑菇呼吸产生的二氧化碳可以供蔬菜进行光合作用，使其光合作用增强 整体性4.随着工业的迅速发展和城市人口的过度集中，人们在生产和生活中排出的污染物越来越多，对人类环境的影响日趋严重，直接威胁到人类的生存。为解决环境污染问题，人们采取了各种各样的措施，“跌水充氧技术”就是其中一例。跌水充氧技术：生活污水首先进入沼气池，经过沼气池处理后的污水再用泵提升进入多级跌水池，跌水池分多格串行，内装组合填料，借助生长在填料上的微生物去除有机物；经过跌水池的污水，一部分回流入沼气池， 另一部分进入水耕型蔬菜池，流程如图。请分析回答下列问题：(1)生态经济就是通过生态工程实现废弃物的资源化，跌水池生活污水处理用到的生态工程原理有(写两个) ____、____。
(2)污水处理过程有多种微生物参与，生长在填料上的微生物在生态系统中属于____。
(3)经过水耕型蔬菜池处理后的水中，____元素明显减少；水耕型蔬菜池还生活着其他生物类群，水耕型蔬菜池就是一个小型的____。
(4)水耕型蔬菜如水芹菜、茭白的生长，对水中____的繁殖和生长起到了抑制作用，实现了水体净化，并进一步实现了生态系统的____多层次的循环利用。 【解析】(1)生态工程所遵循的原理有：物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理等。跌水池生活污水处理法用到的生态工程原理有物种多样性原理、物质循环再生原理、系统的整体性原理等。(2)污水处理过程有多种微生物参与，生长在填料上的微生物在生态系统中属于分解者。(3)经过水耕型蔬菜池，氮、磷等植物所需要的营养元素被蔬菜利用，从而减少；由于在蔬菜池中生活着其他生物类群，因此可以看做一个生态系统。(4)水耕型蔬菜在生长过程中与水中的藻类进行营养竞争，从而抑制了藻类的生长，并随蔬菜的进入生态的流通渠道，实现物质的多级循环利用。答案:(1)物种多样性原理 物质循环再生原理
系统的整体性原理(答两项即可)
(2)分解者
(3)氮、磷 生态系统
(4)藻类 物质5.为加强水体治理，珠江流域某城市构建了较大面积的人工湿地。
(1)当污染物随水流进入该湿地时，湿地水体中碳元素的迁移和转化途径如图。请用箭头和文字补充虚线框中的碳转化途径。(2)一段时间后，湿地中出现了轮虫等浮游动物，可控制绿藻等浮游植物的增殖；管理员还放养了一些鱼和鸭，为城市增添自然气息。请写出可能存在的食物链(两条)。
(3)如果含有重金属的工业废水进入该系统，请根据生态学基本原理，指出可能产生哪些负面影响。
【解析】由图可知，可溶性有机碳可作为好氧细菌的碳源，被好氧细菌分解利用，好氧细菌呼吸作用产生的二氧化碳等作为黑藻、绿藻等植物光合作用的原料，同时二氧化碳又是其呼吸作用的产物，这样，在细菌、植物和无机环境之间形成了稳定的物质循环。根据第(2)小题的信息，可以梳理出几条食物链，如：绿藻→轮虫→鱼→鸭、黑藻→鱼→鸭等；重金属盐在食物链中有富集现象，对高营养级的人危害很大，而且难于降解，易发生二次污染。答案：(1)(2)绿藻→轮虫→鱼→鸭;黑藻→鱼→鸭。
(3)重金属进入食物链，危害人体健康，重金属难于降解，易发生二次污染。课件49张PPT。第二章 生物安全与生物伦理 转基因生物的安全性
1.转基因生物存在安全性问题的原因
(1)目前对基因的结构、调控机制及基因间的相互作用了解有限。
(2)目的基因往往是异种生物的基因。
(3)外源基因插入宿主细胞基因组的部位往往是随机的。2.理性看待转基因生物
(1)转基因生物的优缺点：(2)对待转基因生物的正确态度：
①对转基因生物出现激烈的伦理方面的争论是正常的，关键是社 会应有正确的舆论导向，从而促进科学技术的发展；
②国家对转基因技术要制定符合本国利益的政策和法规；
③在转基因生物或其产品研究过程中，科学家要自觉遵守科学研 究道德。【高考警示钟】
转基因生物及其产品的安全性主要包括三个方面
(1)转基因生物在食品、饲料和其他消费领域的安全性(食物安全)；
(2)各类活的转基因生物体释放到环境中，对生物多样性是否能构成潜在的风险和威胁(生物安全)；
(3)转基因生物对生态系统的稳定性和人类的生活环境是否能造成破坏(环境安全)。 生物技术中的伦理问题
1.克隆人
(1)克隆人的培育过程：(2)治疗性克隆和生殖性克隆的比较：项目类型2.试管婴儿和设计试管婴儿的比较
如图，后者比前者多了④过程：(1)不同点：
①所用技术手段：设计试管婴儿胚胎移植前需进行遗传学诊断或基因诊断，试管婴儿不需进行遗传学诊断或基因诊断。
②应用：试管婴儿主要是解决不孕夫妇的生育问题，设计试管婴儿用于白血病、贫血症等疾病的治疗。
(2)相同点：
都是体外受精，并进行体外早期胚胎培养，都要经过胚胎移植，都是有性生殖。3.基因检测
(1)概念：指通过基因芯片对被检测者细胞中的DNA分子或蛋白 质进行检测，分析出被检测者所含的各种致病基因和疾病易感基因情况的一种技术。
(2)争论焦点：
①基因检测能否达到预防疾病的目的；
②是否引起基因歧视、个人婚姻困难、人际关系疏远等严重后果。【高考警示钟】
克隆人与试管婴儿有着本质的区别
(1)克隆人的早期胚胎形成是通过细胞核移植，形成重组细胞培养得到的，过程中没有减数分裂和受精作用，属于无性生殖。
(2)试管婴儿培育过程进行减数分裂和受精作用，属于典型的有性生殖，只是受精过程和早期胚胎培养发生在体外。转基因生物的安全性【典例训练1】研究中发现，番茄体内的蛋白酶抑制剂对害虫的消化酶有抑制作用，导致害虫无法消化食物而被杀死。为对付异常猖獗的玉米螟，人们成功地将番茄的蛋白酶抑制剂基因导入玉米体内，在一定程度上遏制了玉米螟的爆发。
(1)如果以玉米的叶肉细胞作为重组DNA的受体细胞，则需要通过______技术培育成工程植物。
(2)如果把目的基因导入受体细胞叶绿体DNA中，将来产生的配子中是否含有该基因？______。(3)抗玉米螟的玉米就是无虫玉米，不必防治害虫。你赞成这种说法吗？为什么？
(4)对于这种转基因玉米的食用安全性，引发了人们的争议，有人认为是安全的，有人认为是不安全的。你持什么观点？列举一个理由支持你的观点。【解题指南】
1.考查实质：植物细胞工程、减数分裂、转基因生物安全性。
2.知识储备：
(1)植物组织培养技术。
(2)叶绿体中的DNA不像染色体那样具有必然性。
(3)抗一种虫并非抗全部的害虫。【解析】(1)叶肉细胞培育成工程植物植株，应该利用植物组织培养技术经脱分化和再分化过程将细胞的全能性表达出来。
(2)减数分裂过程中染色体数量的变化较有规律且亲子代相同，但细胞质中的DNA随机性比较大，进入配子的可能性不是100%。
(3)玉米螟是玉米害虫的其中一种，在生长过程中还应该防止其他害虫的侵扰。蛋白酶抑制剂对其他害虫并不一定有效。
(4)答案是开放的，支持与不支持均可，但理由必须能支持自己的观点。答案：(1)植物的组织培养
(2)不一定，在减数分裂过程中细胞质DNA的分配具有随机性
(3)不赞成，因为抗玉米螟玉米能抵抗玉米螟，但不能抵抗所有的害虫。
(4)只要理由能支持自己的观点就可以。例如①不安全，这种蛋白酶抑制剂被人食用后可能抑制人体消化酶的活性，使人无法进行正常的消化作用而患病。②安全，人与害虫的消化酶存在结构差异，蛋白酶抑制剂对人体的消化酶没有影响。③安全，人食用玉米是煮熟后食用，高温破坏了蛋白酶抑制剂，进入人体后不能再起作用。【互动探究】涉及到的安全性隐患属于转基因生物安全性的哪一个方面？生活中还存在哪些方面的安全性隐患？
提示：属于食品安全，生活中还有生物安全和环境安全。
分析：玉米是常吃的食物，其因为转基因技术造成的安全性隐患应该是食品安全。 生物技术中的伦理问题
【典例训练2】下图所示为人类“治疗性克隆”的大致过程。请回答下列问题：
(1)①为_____细胞，过程A是目前实现体细胞克隆的关键技术，该技术称为_____。
(2)③能诱导分化出神经细胞、血细胞、肌肉细胞，其根本原因是_____的结果。这样培育的组织器官移植回患者体内与异体器官移植最大的不同之处是_____。
(3)若应用转基因技术治疗遗传性糖尿病，可将健康人的控制胰岛素合成的基因导入受体细胞。受体细胞可以用取自通过B过程得到的结构中的④_____，原因是这些细胞_____。
(4)我国禁止生殖性克隆，但不反对治疗性克隆的研究。为什么要反对生殖性克隆(即克隆人)呢？请你写出一条理由：_____。【解题指南】
1.考查实质：细胞核移植、胚胎发育、生物技术的伦理问题。
2.解题关键：(1)明确图中A过程为核移植过程，C过程为细胞分化。
(2)明确移植的组织器官来自自身，不会产生排异反应。【解析】(1)A是核移植过程，受体细胞是次级卵母细胞，但需要去核。
(2)早期胚胎细胞能诱导分化，是选择性表达的结果；与异体器官移植相比，通过这样培育的组织器官自体移植的优点就是不会产生免疫排斥反应。原因是与受体的基因基本相同。
(3)在基因治疗时，核移植得到的重组细胞，在体外培养成内细胞团细胞，是因为它们分化程度极低(全能性高)，可使外源基因在相应组织细胞表达。
(4)治疗性克隆目的是为了救治患者，而克隆人则不是，且存在一系列的问题。答案：(1)次级卵母(卵) 核移植
(2)基因选择性表达 不会产生免疫排斥反应
(3)内细胞团 分化程度极低(全能性高或具有全能性)，可使外源基因在相应组织细胞表达
(4)①严重违反了人类伦理道德；②冲击了现有婚姻、家庭和两性关系等传统的伦理道德观念；③是在人为地制造心理上和社会地位上都不健全的人；④克隆技术尚不成熟，可能克隆出有严重生理缺陷的孩子(答案符合题意即可)1.人类在预防与诊疗传染性疾病过程中，经常使用疫苗和抗体。已知某传染性疾病的病原体为RNA病毒，该病毒表面的A蛋白为主要抗原，其疫苗生产和抗体制备的流程之一如图：请回答：
(1)对健康人进行该传染病免疫预防时，可选用图中基因工程生产的_____所制备的疫苗。对该传染病疑似患者确诊时，可从疑似患者体内分离病毒，与已知病毒进行_____比较，或用图中的_____进行特异性结合检测。(2)一对表现正常的夫妇，其家族中都有遗传性囊性纤维化病(常染色体隐性遗传病)患者。医生对他们进行了遗传咨询后，决定运用试管婴儿的方法实现他们的优生愿望。医生首先为女性注射_____，刺激卵泡成长，实现控制性超数排卵，然后在局部麻醉下从卵巢中吸取_____，并在显微镜下将其移到含特殊培养液的培养皿中，置于37℃培养箱中培养。再从男性体内采集精子，并对其进行获能处理，处理后的精子与卵子放在含有_____的同一培养皿中完成_____。然后将受精卵移入发育培养液中继续培养，检查受精状况和发育能力，待发育到_____阶段时，分别对多个胚胎的细胞进行基因检测，选择出_____的胚胎植入母亲子宫内，避免患有遗传病的孩子出生。(3)利用上述方法还可进行设计试管婴儿技术操作，试管婴儿技术与设计试管婴儿技术的目的分别是_____；设计试管婴儿技术与试管婴儿技术在操作上主要的区别是_____。【解析】(1)从病毒到A蛋白的产生是基因工程过程，A蛋白是病毒产生的特定抗原，引起小鼠特异性免疫应答。可通过核酸对照检测，也可通过产生特定的单克隆抗体检测。
(2)促性腺激素可控制超数排卵，处理后的精子和卵子可在体外进行受精作用，设计试管婴儿需要进行基因检测，确定无致病基因的胚胎才能进行继续培育，经过胚胎发育形成个体。
(3)试管婴儿和设计试管婴儿的区别是进行遗传诊断与否，因为目的不同，前者是得到个体，后者是治疗疾病。相同点是体外受精、胚胎培养和移植。 答案：(1)A蛋白 核酸(基因)序列
抗A蛋白的单克隆抗体
(2)促性腺激素 卵母细胞 获能溶液(或专用的受精溶液) 体外受精 桑椹胚或囊胚 无致病基因
(3)解决不孕不育(不孕夫妇的生育)问题和用新生儿脐带中造血干细胞挽救患者的生命 设计试管婴儿在胚胎移植前必须进行遗传学诊断2.一个学习小组的同学在对当地栽培作物种类进行调查时，发现有的地方种植了转基因抗除草剂玉米，这种玉米在喷洒除草剂的环境中生长良好。杂草被除草剂杀死，玉米还能正常生长，给农民节省了大量的人力和物力。跟踪调查还发现，这种转基因玉米除可直接食用外，还被加工成食品摆在超市的货架上。请完成下列问题：(1)一部分同学认为，这种转基因玉米不会对当地的生物多样性构成威胁，如果你同意这种观点，请你列举出三条理由：
①_____________________________________________。
②_____________________________________________。
③_____________________________________________。(2)转基因玉米的加工食品被摆在超市货架上，生产厂商根据我国的有关规定，对产品进行转基因生物标注，这样做是为了保护________；在有关标识中，应标注“_____”或“_____”；如果该产品中已不再含有或检测不出转基因成分，应标注为 “本产品为_____加工制成，但本产品中_____”。(3)随着转基因技术的发展，“基因污染”应运而生，关于基因污染的下列说法不正确的是( )
A．转基因作物可通过花粉散落到它的近亲作物上，从而污染生物基因库
B．基因污染是一种不可以扩散的污染
C．杂草、害虫从它的近亲获得抗性基因，可能破坏生态系统的稳定性
D．转基因生物有可能成为“入侵的外来物种”，威胁生态系统中其他生物的生存【解析】(1)转基因生物不会引起生物安全性问题的理由：①扩散到种植区以外就会很快死亡，要表现出新性状必须具有一定的水、肥等条件，以及配套的种植技术；②由于生殖隔离的存在，使它们很难与其他植物杂交；③花粉传播的距离有限，存活时间有限。不引起环境安全性问题的理由：①转基因生物不会改变生物原有的分类地位；②不会破坏生态系统的稳定性；③转基因抗虫作物的种植，减少了农药的使用量；④抗除草剂农作物的种植减轻了农田管理的负担，保护了农田土壤环境。(2)我国规定对转基因产品进行标注，是为了保护消费者对产品中是否以转基因作物为原料，产品中是否仍含有转基因成分的知情权。
(3)基因污染是可以随着自然界中的生物扩散的，如转基因作物可通过花粉散落到它的近亲作物上，从而污染生物基因库；杂草、害虫从它的近亲获得抗性基因，可能破坏生态系统的稳定性；转基因生物还有可能成为“入侵的外来物种”，威胁生态系统中其他生物的生存。答案：(1)①玉米与其他植物之间存在生殖隔离
②玉米花粉的传播距离有限
③玉米花粉的存活时间有限(或其他理由合理即可)
(2)消费者的知情权 转基因玉米加工品 加工原料为转基因玉米 转基因玉米 已不再含有转基因成分
(3)B3.“试管婴儿”技术是通过将不孕夫妇的精子和卵子取出在试管中完成受精，并在试管中培养使其发育到如图所示的时期，再将胚胎移入女性子宫内发育成胎儿。它不仅使一部分不能生育的男女重新获得了生育的机会，也为人类的优生开辟了新的途径。据此回答：(1)“试管婴儿”技术在生物学上所依据的原理是( )
A.有性生殖 B.组织培养
C.克隆技术 D.基因工程
(2)人的受精卵通过卵裂，逐渐形成大量形态、功能不同的细胞、组织，并进而形成器官和系统。从细胞水平看，卵裂的分裂方式是_____。
(3)该图示时期是胚胎发育的_____期。(4)“试管婴儿”的形成用到下列哪些技术？(填序号) _____。
①体外培养 ②人工授精
③胚胎移植 ④核移植
(5)要得到“同卵双胞胎”，采用的技术是_____。此种双胞胎的性别是否相同？_____。
(6)现在大多数人反对设计婴儿性别，其原因是_____。【解析】本题主要考查试管婴儿的培养和设计试管婴儿引发的伦理问题。
(1)“试管婴儿”是由受精卵形成的，属于有性生殖。
(2)人的受精卵通过卵裂，逐渐形成大量形态、功能不同的细胞、组织，并进而形成器官和系统，这些细胞的遗传物质完全相同，因此，从细胞水平看，卵裂的分裂方式是有丝分裂。
(3)由题图可看出，胚胎出现了内细胞团，并且有透明带破裂的现象，应是胚胎发育的囊胚期。(4)培育“试管婴儿”时，需要进行人工体外授精，形成早期胚胎后，进行体外培养，然后进行胚胎移植，最后生下试管婴儿，在该过程中不会用到核移植技术。
(5)要得到“同卵双胞胎”，先采用胚胎分割技术，即将桑椹胚或囊胚进行均等分割，再进行胚胎移植，由于来自同一个胚胎，因此，此种双胞胎的性别相同。
(6)由于会破坏人类正常的性别比例，违反伦理道德，现在大多数人反对设计婴儿性别。
答案：(1)A (2)有丝分裂 (3)囊胚
(4)①②③
(5)胚胎分割移植 相同
(6)会破坏人类正常的性别比例，违反伦理道德4.供体器官的短缺和排斥反应是制约器官移植的两个重要问题。而治疗性克隆能最终解决这些问题。如图是治疗性克隆的过程图解。(1)“治疗性克隆”的结果说明高度分化的体细胞的核仍然具有_____。相同的胚胎干细胞，“克隆”的结果各种各样，如有的是胰岛细胞，有的是血细胞，有的是心肌细胞，究其本质原因是基因_____的结果。
(2)重组的新细胞经过发育，要想获得基因型完全相同的两个胚胎，可采用_____技术。(3)若将上述技术用于白血病病人的骨髓移植，图中患者是O型血，提供卵子的女性是AB型血，则骨髓移植成功后患者的血型是_____型。
(4)科学家为何要将患者体细胞的核植入去核的卵子，而不直接用体细胞进行细胞培养? _____。
(5)按上述方法克隆器官在器官移植方面的主要优点是_____。 【解析】(1)“治疗性克隆”的结果说明高度分化的体细胞核仍然具有全能性。相同的胚胎干细胞，能够分化形成不同的细胞，究其本质原因是基因选择性表达的结果。
(2)重组的新细胞经过发育，要想获得基因型完全相同的两个胚胎，可采用胚胎分割技术。(3)图中患者是O型血，提供卵子的女性是AB型血，骨髓移植成功后患者的血型不会发生改变，仍是O型血。
(4)卵子体积大，含养分多，并含有控制细胞核基因程序性表达的物质，因此，要将患者体细胞的核植入去核的卵子，而不直接用体细胞进行细胞培养。
(5)由于器官是来自患者本人的细胞核移植得到的胚胎干细胞，因此，克隆器官在器官移植方面的主要优点是解决了临床上供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题。答案：(1)全能性 选择性表达
(2)胚胎分割 (3)O
(4)卵子体积大，含养分多，并含有控制细胞核基因程序性表达的物质(答出含有与核基因表达有关的物质即可)
(5)解决了临床上供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题课件9张PPT。选修三 综合分析近三年各地高考试题，高考命题在本模块中有以下规律：
1.从命题形式上看，全部以非选择题形式考查，考查内容多为基因工程、细胞工程和胚胎工程的综合。
2.在命题思路上越来越注重细节性问题，与必修部分朝相同方向发展，且提供图示的题目占有相当的比例，多以操作过程作为主要考查内容。
3.纵观近三年高考，本模块部分的难度基本保持在中档或偏低的状态，但总有一两个小题稍有难度，形成得分差距。 根据近三年高考命题特点和规律，复习本模块时，要注意以下几个方面：
1.结合命题特点，复习过程中把握好知识点的结合方式。对于答题过程中的语言描述要加强练习，争取把个人观点用准确的生物语言顺利表达出来，杜绝口语化表述出现。
2.在整体了解现代生物技术操作过程的同时，要熟练掌握每个过程中最基本的操作细节及原因，不能只关注字面上的操作流程而忽视真正操作过程的注意事项。3.本模块讲述的主要是现代较新的生物技术，生产过程中操作比较复杂，所以多数考查以基本的操作过程及理论性内容较多，复习时不能把每个工程的实际操作探究太深，训练题目不能过难。
